在上一篇文章中,我們介紹了思睿達的5W充電器方案,控制IC采用了思睿達主推的CR6245。接下來,我們將介紹思睿達另一個國產芯方案——12W電源適配器解決方案,該方案樣機PCBA尺寸:67*35*19mm,是一款全電壓實現12V1A輸出的電源適配器,它又有什么特性呢?讓我們接著往下看。
01、樣機介紹
該測試報告是基于一個能適用于寬輸入電壓范圍,輸出功率12W,恒壓恒流輸出的電源適配器樣機,控制IC采用了思睿達主推的CR6267SG。
CR6267SG_12V1A 工程樣機示意圖
CR6267SG芯片
CR6267SG是一款高性能原邊檢測控制的PWM 開關,待機功耗小于75mW。CR6267SG內部采用了多模式控制的效率均衡技術,用于優化芯片系統待機功耗和提升效率,同時采用了初級電感量補償技術和內部集成的輸出線電壓補償技術,保證了芯片在批量生產過程中CC/CV 輸出精度, 內置的全電壓功率自適應補償技術保證了系統在全電壓范圍(90Vac~264Vac)內輸出恒定的功率。
CR6267SG集成了多種功能和保護特性,包括欠壓鎖定(UVLO),VDD 過壓保護(OVP),軟啟動,過溫保護(OTP),逐周期電流限制(OCP),CS 引腳懸空保護,輸出短路保護,內置前沿消隱電路,使得芯片具有更高的可靠性。
主要特點
●CR6267SG 內置650V 高壓功率MOSFET,反激式原邊檢測PWM 功率開關;
●SOP8 封裝,一側引腳(5-8)全為內置MOS 漏極,方便散熱設計;
●內置軟啟動,減小MOSFET 的應力,內置斜坡補償電路;
●低功耗以及良好的負載動態特性;
●具有良好的EMI 特性;
●具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP、OVP”等多種保護功能;
●原邊反饋,無需光耦和TL431,可調式線損補償,IC 基準精度±1%;
●電路結構簡單、較少的外圍元器件,適用于小功率AC/DC 電源適配器、充電器。
基本應用
●小功率電源適配器
●蜂窩電話充電器
●數碼相機充電器
●電腦和服務器輔助電源
●替代線性調整器和RCC
引腳分布
引腳描述
典型應用
樣機PCBA尺寸:67*35*19mm,是一款全電壓實現12V1A輸出的電源適配器。AC90V滿足啟動時間的條件下,實現AC264V樣機待機功耗僅為74mW;同時效率能夠滿足最嚴格的“COC_V5_T2” 能效標準;全電壓可實現±5%的CC/CV輸出精度。
整機(含套件外殼)可滿足40℃環境溫度滿載溫升測試要求。樣機具良好的恒流輸出效果;同時具有“軟啟動、OCP、SCP、OVP、OTP自動恢復”等多種保護功能。
樣機的變壓器,采用了EE16W加寬磁芯(PC40材質)。變壓器繞制工藝部分,請見后文詳細說明。
02、樣機特性
以下表格為工程樣機的主要特性,具體測試方法在第4 章節中有詳細說明。
2.1 輸入特性:
2.2 輸出特性(PCB END):
2.3 整機參數:
2.4 保護功能測試:
2.5 工作環境:
2.6 測試儀器:
03、樣機結構信息
本小節展示了工程樣機的電路、版圖結構,變壓器結構及工藝。
3.1 電路原理圖及BOM:
3.1.1 原理圖:
3.1.2 元器件清單:
3.1.3 PCB 布局&布線:
PCB 頂層布局&布線PCB 底層布局&布線
3.2 變壓器繞制工藝:
3.2.1 電路示意圖:
3.2.2 規格參數:
1)骨架:EE16W 加寬立式(5+5PIN),Ae=38mm2,槽寬8.5mm;
2)材質:TDK PC40 或同等材質;
3)N1、N2、N3: 2UEW 漆包線;N4: 三層絕緣線;
4)次級繞組從變壓器頂端進出線,磁芯接地
5)絕緣膠帶:3M900 或同等材質;
6)初級繞組感量Lp:1250uH±5%(測試條件:0.3V,10kHz);
7)漏感量LLK:要求控制在初級繞組的5%以內(測試條件:0.3V,10kHz);
8)耐壓測試= 3KV 5mA 1Min;
9)成品要求:浸凡立水;
3.2.3 變壓器參數:
3.2.4 變壓器結構示意圖:
04、性能測評
本小節對工程樣機的輸入部分、輸出部分、各種保護以及一些時序進行了測試,以下詳解了測試方法及結果。從測試結果來看,以下各項測試均合格,能夠滿足大部分客戶的要求。
4.1 輸入特性:
本模板經過在不同的輸入電壓(從90V/60Hz 到264V/50Hz)和不同負載條件(空載和滿載)下測試,得到待機功耗、效率及平均效率。
表1 待機功耗
表2 輸出100%負載下的輸入特性
表3 效率測試(1.5m 24AWG Cable)
表4 效率測試(PCB END)
表5 能效等級評估(1.5m 24AWG Cable)
4.2 輸出特性:
4.2.1 線性調整率和負載調整率: (1.5m 24AWG Cable)
4.2.2 輸出恒流特性:
4.2.3 輸出電壓紋波:
注:紋波及噪聲在1.5m 24AWG 處測試,測試端并聯0.1uF/50V 的瓷片電容和10uF/50V 電解電容,帶寬限制為20MHz。
R&N @ AC90V/60Hz,No LoadR&N @ AC90V/60Hz,100% Load
R&N @ AC264V/60Hz,No Load?
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
4.3 保護功能:
以下涉及過流保護、短路保護的測試。
4.3.1 過流保護及恒流特性
4.3.2 短路保護:功率計電流量程2.5A,開啟平均值模式測量。
4.4 系統溫升測試
本項測試評估成品樣機(含配套塑料外殼)在40℃環境溫度下長時間工作時關鍵器件的穩態溫度值。測試條件:輸入電壓分別為90V~264V,輸出電流1A。
測試樣機及配套外殼
溫升測試:
4.5 系統延時時間測試:
TON_DELAY@ AC100V,100% Load
TON_DELAY@ AC240V,100% Load
THOLD_UP@ AC100V,100% Load
THOLD_UP@ AC240V,100% Load
VOVER_SHORT@ AC100V,100% Load
VOVER_SHORT@ AC240V,100% Load
4.6 動態測試:
注:輸出動態負載電流設置為1A 持續5/10ms,然后為0A 持續5/10ms 并持續循環,上升/下降設置為3A/us。
AC90V @ 5ms?AC90V @ 10ms
AC264V @ 5ms?
AC264V @ 10ms
4.7 其它重要波形測試:
DRAIN(深藍色)端、CS(淺藍色)端波形圖:
AC90/60Hz,100% load?AC115/60Hz,100% load
AC230/50Hz,100% Load
AC264/50Hz,100% load
AC264/50Hz,100% load 輸出肖特基電壓
AC264/50Hz,輸出短路,IC 漏極電壓
05、EMI 評估測試
測試條件:
輸入:AC115V/230V/50Hz;
輸出負載:功率電阻;
限值標準參考:EN55013、EN55022B。(輻射測試結果僅供參考)
AC115V/50Hz 傳導L 相AC115V/50Hz 傳導N 相
AC230V/50Hz 傳導L 相
AC230V/50Hz 傳導N 相
AC115V/50Hz 輻射測試
AC230V/50Hz 輻射測試
關于思睿達微電子
思睿達是專注于ADC、DAC、PoE和DC/DC芯片級解決方案的高科技企業,目前同步推廣啟臣微全系列產品,希望將啟臣15年在電源行業這份積淀,這份堅持發揚光大。思睿達同時也可以提供芯片級定制服務。
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