如今,在数字化时代,人们日常生活中不可或缺的电子设备越来越多,而这些设备的正常运转离不开电源适配器的支持。其中,基于思睿达主推的CR6212BSJ_CR3004SLD 18W电源适配器方案备受消费者青睐。该方案的样机是一款高性能、高效率的电源适配器。不仅如此,其严格的能效标准、可靠的性能以及符合安全标准的设计,使其在各种场景下都表现出色。以下为方案的详细内容:
01样机介绍
该测试报告是基于一个能适用于宽输入电压范围,输出功率18W,恒压恒流输出的电源适配器样机,采用了思睿达主推的CR6212BSJ功率开关和CR3004SLD同步整流芯片。
CR6212BSJ_12V1.5A工程样机示意图
关于CR6212BSJ
CR6212BSJ是一款高性能原边检测控制的PWM开关,待机功耗小于75mW。CR6212BSJ内部采用了多模式控制的效率均衡技术,用于优化芯片系统待机功耗和提升效率,同时采用了初级电感量补偿技术和内部集成的输出线电压补偿技术,保证了芯片在批量生产过程中CC/CV输出精度,内置的全电压功率自适应补偿技术保证了系统在全电压范围(90V~264V)内输出恒定的功率。CR6212BSJ集成了多种功能和保护特性,包括欠压锁定(UVLO),VDD过压保护(OVP),软启动,过温保护(OTP),逐周期电流限制(OCP),所有引脚悬空保护,输出短路保护,内置前沿消隐电路,输出整流二极管短路保护电路,输出过压保护电路。可编程输入欠压保护和输入过压保护,使得芯片具有更高的可靠性。
芯片特性
●CR6212BSJ内置650V高压功率MOSFET,反激式原边检测,CC\CV原边检测PWM功率开关;
●SOP8封装,一侧引脚(5-8)全为内置MOS漏极,方便散热设计;
●内置软启动,减小MOSFET的应力,内置斜坡补偿电路;
●低功耗、高能效频率反走QR模式控制;
●具有良好的EMI特性,可编程输入欠压或过压保护;
●具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP、引脚悬空”等多种保护;
●原边反馈,无需光耦和TL431,内置电感量偏差补偿功能;
●电路结构简单、较少的外围元器件,适用于小功率AC/DC电源适配器、充电器。
基本应用
●小功率电源适配器●智能设备充电器●辅助电源
典型应用
引脚分布
引脚描述
关于CR3004SLD
芯片特性:
●自供电DCM同步整流开关、SOP8封装、内置60V耐压功率开关管、精简的外围电路、较低的工作电流和较高的系统效率满足高能效要求
样机PCBA尺寸:67*35*23mm,是一款全电压实现12V1.5A输出的电源适配器。AC90V满足启动时间的条件下,实现AC264V样机待机功耗仅为71mW;同时效率能够满足最严格的 “COC_V5_T2” 能效标准;全电压可实现±5%的CC/CV输出精度。
整机(含套件外壳)可满足40℃环境温度满载温升测试要求。样机具良好的恒流输出效果;同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。
样机的变压器,采用了EE16W加宽磁芯(PC40材质)。变压器绕制工艺部分,请见后文详细说明。
02样机特性
以下表格为工程样机的主要特性,具体测试方法在第 4 章节中有详细说明。
2.1、输入特性:
2.2、 输出特性(PCB END):
2.3、整机参数:
2.4、保护功能测试:
2.5、工作环境:
2.6、测试仪器:
03样机结构信息
本小节展示了工程样机的电路、版图结构,变压器结构及工艺。
3.1、电路原理图及BOM
3.1.1原理图:
注:变压器仅示意,请参看变压器工艺介绍
3.1.2元器件清单:
3.1.3 PCB布局&布线:
PCB顶层布局
PCB底层布局&布线
3.2、变压器绕制工艺:
3.2.1 电路示意图:
1)骨架:EE16W 加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²,槽宽 8.5mm;
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
3)N1、N2、2UEW 漆包线;N3: 三层绝缘线;
4)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地
5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;
6)初级绕组感量 Lp:950uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);
7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件:0.3V,10kHz);
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;
9)成品要求:浸凡立水;
3.2.3 变压器参数:
3.2.4 变压器结构示意图:
04性能测评
本小节对工程样机的输入部分、输出部分、各种保护以及一些时序进行了测试,以下详解了测试方法及结果。从测试结果来看,以下各项测试均合格,能够满足大部分客户的要求。
4.1、输入特性:
本模板经过在不同的输入电压(从 90V/60Hz 到 264V/50Hz)和不同负载条件(空载和满载)下测试,得到待机功耗、效率及平均效率。
表 1 待机功耗
表 2 输出 100%负载下的输入特性
表 3 效率测试(1.5m 22AWG Cable)
表 4 效率测试(PCB END)
表 4 能效等级评估(1.5m 22AWG Cable)
4.2、输出特性:
4.2.1 线性调整率和负载调整率: (1.5m 22AWG Cable)
4.2.2 输出恒流特性:
4.2.3 输出电压纹波:
注:纹波及噪声在1.5m 22AWG处测试,测试端并联0.1uF/50V的瓷片电容和10uF/50V电解电容,带宽限制为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、保护功能:
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4.3.1 过流保护及恒流特性
4.3.2 短路保护:
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
4.4、系统温升测试
本项测试评估成品样机(含配套塑料外壳)在 40℃环境温度下长时间工作时关键器件的稳态温度值。测试条件:输入电压分别为90V~264V,输出电流1.5A。
测试配套外壳
温升测试(℃):
4.5、系统延时时间测试:
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、动态测试:
注:输出动态负载电流设置为1.5A持续 5/10ms,然后为0A持续5/10ms 并持续循环,上升/下降设置为 3A/us。
AC100V @ 5ms
AC100V @ 10ms
AC240V @ 5ms
AC240V @ 10ms
4.7、其它重要波形测试:
DRAIN(青色)端、CS(蓝色)端波形图:
AC90/60Hz,100% load
AC115/60Hz,100% load
AC230/50Hz,100% Load
AC264/50Hz,100% load
AC264/50Hz,100% 启动 CR6212BSJ 漏极电压
AC264/50Hz,100% CR3004SLD 漏极电压应力
AC 欠压 60V 保护
绿色:AC 蓝色:输出电压 青色:VDD
AC 欠压 69V 退出保护
绿色:AC 蓝色:输出电压 青色:VDD
05EMI评估测试
测试条件:
输入:AC115V/60Hz@230V/50Hz;
输出负载:功率电阻;
限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)
AC115V/60Hz 传导 L 相
AC115V/60Hz 传导 N 相
AC230V/50Hz 传导 L 相
AC230V/50Hz 传导 N 相
AC115V/60Hz 辐射测试
AC230V/50Hz 辐射测试
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