一個好的電源適配器方案需要具備高效能和穩定的特點。當我們連接電源適配器到電子設備時,我們希望它能夠快速而有效地輸送電能,使設備能夠正常工作。高效能的適配器不僅能夠減少能源浪費,還能夠延長設備的使用壽命。所以,采用有效的電源適配器方案至關重要,我們可以確保設備能穩定、高效地運行。本文將介紹基于思睿達主推的CR5268TJ_12V1.5A電源適配器方案,希望對各位工程師有所幫助。
1、樣機介紹:
該報告是基于一個能實現寬范圍電壓輸入的18W恒壓輸出的電源適配器樣機。控制IC采用了思睿達主推的CR5268TJ。CR5268TJ_12V1.5A 工程樣機示意圖
CR5268TJ芯片
CR5268TJ是一款高集成度、低待機功耗的CCM+PFM混合電流模式PWM控制開關。CR5268TJ輕載時會降低頻率,最低頻率22kHz可避免音頻噪聲。CR5268TJ提供了完整的保護功能,如OCP、OTP、VDD_OVP、UVLO等。軟啟動功能可以減少系統啟動時MOSFET的應力,前沿消隱時間簡化了系統應用。通過頻率抖動和軟驅動電路的設計,降低開關噪聲,簡化了EMI設計。CR5268TJ提供DIP-7L的封裝。
特性:
●CR5268TJ是DIP7封裝的新型反激功率開關;
●內置軟啟動,減小MOSFET的應力,內置斜坡補償電路;
●65kHz開關頻率,具有頻率抖動功能,使其具有良好的EMI特性;
●264VAC輸入待機功耗:<75mW;
●具有“OCP、SCP、OTP、VDD_OVP及輸出二極管短路”等自動恢復
保護功能;
●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;
●能效滿足DOE Ⅵ和CoC V5_T2 要求。
基本應用:
●電源適配器
●充電器
●存儲設備電源
典型應用:
管腳排列:
管腳描述:
樣機PCBA尺寸為66*39*24mm,是一款全電壓實現12V1.5A輸出的電源適配器。90VAC滿足啟動時間的條件下,實現AC264V樣機待機功耗僅為62mW。全電壓輸入時平均效率>86.5%,輸出接1.5米22AWG線能夠滿足最嚴格的“COC_V5_T2” 能效標準。樣機具有良好的動態負載能力,同時具有“OCP、SCP、OTP、VDD_OVP及輸出二極管短路”等自動恢復保護功能。樣機的變壓器,采用了EE19W加厚磁芯(PC40材質)。變壓器繞制工藝部分,請見后文詳細說明。
2、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:
3、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
PCB底層布局
PCB底層布線
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:EE19W磁芯加厚立式(5+5PIN),Ae=46mm2;
2)材質:TDK PC40或同等材質;
3)N1、N2及N4: 2UEW漆包線;N3: 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:1.8mH±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= 3.3KV 5mA 1Min;
9)成品要求:浸凡立水;
3.2.3 變壓器參數:
3.2.4 變壓器結構圖:
4、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 22AWG Cable)
表4 效率測試(PCB END)
表5 能效等級評估(1.5M 22AWG Cable)
4.2 輸出特性:
4.2.1 線性調整率和負載調整率: (1.5M 22AWG Cable)
4.2.2 輸出電壓紋波:
注:紋波及噪聲在1.5M 22AWG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 Load
R&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:
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1.5A。
測試樣機及配套外殼
溫升測試:(℃)
4.5 動態測試:
輸出動態負載電流設置為1.5A 持續5ms/10ms,然后為0A持續5ms/10ms并持續循環,上升/下降設置為3A/us。(1.5M 22AWG Cable)
AC90V 5ms
AC90V 10ms
AC264V 5ms
AC264V 10ms
4.6 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_SHOOT @ AC100V,100% Load
VOVER_SHOOT @ AC264V,100% Load4.7 其它重要波形測試:
DRAIN(紫色)端、CS(藍色)端波形圖:
AC90/60Hz,100% load
AC115/60Hz,100% load
AC230/50Hz,100% Load
AC264/50Hz,100% load
AC264/50Hz@輸出短路_VDS@VCS 波形
AC264/50Hz,100% load_肖特基反向電壓
5、EMI 評估測試
測試條件:
輸入:AC115V@60Hz/230V@50Hz;輸出負載:50W 8Ω大功率電阻。
限值標準參考:EN55013、EN55022B。(輻射測試結果僅供參考)
AC115V/60Hz 傳導L 相
AC115V/60Hz 傳導N 相
AC230V/50Hz 傳導L 相
AC230V/50Hz 傳導N 相
AC115V/60Hz 輻射
AC230V/50Hz 輻射
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