如今,在數字化時代,人們日常生活中不可或缺的電子設備越來越多,而這些設備的正常運轉離不開電源適配器的支持。其中,基于思睿達主推的CR6212BSJ_CR3004SLD 18W電源適配器方案備受消費者青睞。該方案的樣機是一款高性能、高效率的電源適配器。不僅如此,其嚴格的能效標準、可靠的性能以及符合安全標準的設計,使其在各種場景下都表現出色。以下為方案的詳細內容:
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18W,恒壓恒流輸出的電源適配器樣機,采用了思睿達主推的CR6212BSJ功率開關和CR3004SLD同步整流芯片。
CR6212BSJ_12V1.5A工程樣機示意圖
關于CR6212BSJ
CR6212BSJ是一款高性能原邊檢測控制的PWM開關,待機功耗小于75mW。CR6212BSJ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(90V~264V)內輸出恒定的功率。CR6212BSJ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),所有引腳懸空保護,輸出短路保護,內置前沿消隱電路,輸出整流二極管短路保護電路,輸出過壓保護電路。可編程輸入欠壓保護和輸入過壓保護,使得芯片具有更高的可靠性。
芯片特性
●CR6212BSJ內置650V高壓功率MOSFET,反激式原邊檢測,CC\CV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、高能效頻率反走QR模式控制;
●具有良好的EMI特性,可編程輸入欠壓或過壓保護;
●具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP、OVP、引腳懸空”等多種保護;
●原邊反饋,無需光耦和TL431,內置電感量偏差補償功能;
●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。
基本應用
●小功率電源適配器●智能設備充電器●輔助電源
典型應用
引腳分布
引腳描述
關于CR3004SLD
芯片特性:
●自供電DCM同步整流開關、SOP8封裝、內置60V耐壓功率開關管、精簡的外圍電路、較低的工作電流和較高的系統效率滿足高能效要求
樣機PCBA尺寸:67*35*23mm,是一款全電壓實現12V1.5A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71mW;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:
注:變壓器僅示意,請參看變壓器工藝介紹
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&布線
3.2、變壓器繞制工藝:
3.2.1 電路示意圖:
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、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:950uH±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 22AWG Cable)
表 4 效率測試(PCB END)
表 4 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 輸出恒流特性:
4.2.3 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1.5A。
測試配套外殼
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_SHOOT @ AC100V,100% Load
VOVER_SHOOT @ AC240V,100% Load
4.6、動態測試:
注:輸出動態負載電流設置為1.5A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。
AC100V @ 5ms
AC100V @ 10ms
AC240V @ 5ms
AC240V @ 10ms
4.7、其它重要波形測試:
DRAIN(青色)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,100% 啟動 CR6212BSJ 漏極電壓
AC264/50Hz,100% CR3004SLD 漏極電壓應力
AC 欠壓 60V 保護
綠色:AC 藍色:輸出電壓 青色:VDD
AC 欠壓 69V 退出保護
綠色:AC 藍色:輸出電壓 青色:VDD
05EMI評估測試
測試條件:
輸入:AC115V/60Hz@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/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 輻射測試
AC230V/50Hz 輻射測試
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