電源適配器,作為現代電子設備中不可或缺的一部分,發揮著至關重要的作用。它扮演著連接電源和設備之間的橋梁,將電源的電壓和電流特性轉化為設備所需的穩定電能。一個優秀的電源適配器方案應該具備高效能、穩定性、便攜性、多功能和安全性等特點,可以滿足用戶的各種需求,避免了不必要的麻煩與困擾。本文介紹的是基于思睿達主推的CR6249TM+CR85V25RSA_12V2A電源適配器方案。
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24W,恒壓輸出的工程樣機,控制IC采用了思睿達主推的CR6249TM、CR85V25RSA。
CR6249TM+CR85V25RSA_12V2A工程樣機示意圖
CR6249TM芯片
CR6249TM是一款高性能原邊檢測控制的PWM開關,待機功耗小于75mW。其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。QR控制模式提升效率,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。
CR6249TM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,輸出整流二極管短路保護電路,輸出過壓保護電路。而且內置所有PIN腳懸空保護功能,使得芯片具有更高的可靠性。
特性
●高能效QR控制模式,采用多模式控制的效率均衡技術;
●輸出接20AWG 1.5米,四點平均效率:>87.0%,滿足“能源之星V2.0- VI 級能效” ;
●具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP、OVP、輸出二極管短路保護、內置所以PIN腳懸空保護等保護功能;
●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;
●DIP-8L封裝。
基本應用
●小功率電源適配器
●蜂窩電話充電器
●數碼電源充電器
●電腦和服務器輔助電源
●替代線性調整器和RCC
典型應用
引腳分布
引腳描述
CR85V25RSA芯片
CR85V25RSA是一款采用內置85V功率MOSFET,具有CCM&QR&DCM模式下工作的同步整流IC。適用于輸出2.1A電流以內的應用。
特性
●支持CCM&QR&DCM工作模式;
●內置85V 功率MOS管;
●可自供電,支持正端/負端應用;
●精確的外圍電路;
●VCC欠壓保護;
●最大支持150kHz工作頻率。
該樣機大小73.8mm×36.8mm,AC264V輸入待機功耗<77mW,平均效率>87.38%,能夠滿足“能源之星V2.0 VI級能效”與歐洲COCT2標準;具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP、OVP自動恢復”等多種保護功能;由振蕩電路產生的頻率抖動,可以改善EMI特性。
樣機的變壓器,采用了EE22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:
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。
(1)原理圖:
(2)PCB版圖:
3.2、變壓器繞制工藝:
(1)變壓器電性及結構示意圖:
(2)規格參數:
1)骨架:EE22 立式加寬(7PIN),Ae=58.2mm2;
2)材質:TDK PC40 或同等材質;
3)初級、反饋:2UEW 漆包線
4)次級:三層絕緣線
5)絕緣膠帶:3M1298或同等材質
6)初級繞組感量Lp:0.65mH±5%(測試條件:0.25V,1kHz);
7)漏感量LLK:要求控制在初級繞組的5%以內(測試條件:0.25V,10kHz))
8)耐壓測試=3KV 5mA 1Min
9)成品要求:浸凡立水
(3)變壓器參數:
3.3、元器件清單:
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90VAC到264VAC)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、無負載待機功耗(無假負載):
表2、輸出帶20AWG 1.5米線測試100%載下的輸入特性:
表3、輸出外接20AWG 1.5米線測試的效率特性:
4.2、輸出特性:
注:以下數據均為外接20AWG 1.5米線測試;
4.2.1、線性調整率和負載調整率:
4.2.2、輸出電壓紋波:
注:紋波及噪音在20AWG/1.5M線端測得,在此線端并聯10uF/50V電解電容和 0.1uF/50V CBB電容,示波器帶寬限制為20MHz。
紋波噪聲波形圖:
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,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:
功率計限流電流為2.5A
4.4、動態測試:
注:輸出動態負載電流設置為1.8A持續5ms/10ms,然后為0.2A持續5ms/10ms并持續循環,上升/下降設置為3A/uS。
AC90V @ 5ms
AC90V @ 10ms
AC264V @ 5ms
AC264V @ 10ms
4.5、系統延時時間測試:
注:AC端(綠色)、VO輸出端(藍色)波形圖。
TON_DELAY?@ AC100V,100% Load
TON_DELAY?@ AC240V,100% Load
THOLD_UP?@ AC100V,100% Load
THOLD_UP?@ AC240V,100% Load
VOVER_SHORT?@ AC100V,No Load
VOVER_SHORT?@ AC240V,No Load
05、其它重要波形測試
DRAIN(綠)端、CS(藍色)端波形圖:
AC90/60Hz,100% Load
AC115/60Hz,100% load
AC230/50Hz,100% load
AC264/50Hz,100% load
AC90/60Hz,100%load 輸出 CR85V25RSA Vds
AC264/50Hz,100%load 輸出 CR85V25RSA Vds
06、溫度測試
測試條件:40℃環境下滿載測試。
07、EMI評估測試
測試條件:
輸入:230VAC50Hz 輸出電流:2A 負載類型:電阻.
限值標準參考:EN55013、EN55022B
傳導L 線測試PK+AV
傳導N 線測試PK+AV
輻射測試PK+AV
測試條件:
輸入:110VAC50Hz 輸出電流:2A 負載類型:電阻.
限值標準參考:EN55013、EN55022B
傳導L 線測試PK+AV
傳導N 線測試PK+AV
輻射測試PK+AV
關于思睿達微電子
思睿達微電子是專注于ADC、DAC、PoE、DC/DC和醫用霧化芯片級解決方案的國家高新技術企業,目前同步推廣啟臣微全系列產品,希望將啟臣在電源行業18年的積淀與堅持發揚光大。思睿達同時也可以提供芯片級定制服務,一“芯”為用戶的安全和可靠。
審核編輯 黃宇
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