一个好的电源适配器方案需要具备高效能和稳定的特点。当我们连接电源适配器到电子设备时,我们希望它能够快速而有效地输送电能,使设备能够正常工作。高效能的适配器不仅能够减少能源浪费,还能够延长设备的使用寿命。所以,采用有效的电源适配器方案至关重要,我们可以确保设备能稳定、高效地运行。本文将介绍基于思睿达主推的CR5268TJ_12V1.5A电源适配器方案,希望对各位工程师有所帮助。
1、样机介绍:
该报告是基于一个能实现宽范围电压输入的18W恒压输出的电源适配器样机。控制IC采用了思睿达主推的CR5268TJ。CR5268TJ_12V1.5A 工程样机示意图
CR5268TJ芯片
CR5268TJ是一款高集成度、低待机功耗的CCM+PFM混合电流模式PWM控制开关。CR5268TJ轻载时会降低频率,最低频率22kHz可避免音频噪声。CR5268TJ提供了完整的保护功能,如OCP、OTP、VDD_OVP、UVLO等。软启动功能可以减少系统启动时MOSFET的应力,前沿消隐时间简化了系统应用。通过频率抖动和软驱动电路的设计,降低开关噪声,简化了EMI设计。CR5268TJ提供DIP-7L的封装。
特性:
●CR5268TJ是DIP7封装的新型反激功率开关;
●内置软启动,减小MOSFET的应力,内置斜坡补偿电路;
●65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI特性;
●264VAC输入待机功耗:<75mW;
●具有“OCP、SCP、OTP、VDD_OVP及输出二极管短路”等自动恢复
保护功能;
●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;
●能效满足DOE Ⅵ和CoC V5_T2 要求。
基本应用:
●电源适配器
●充电器
●存储设备电源
典型应用:
管脚排列:
管脚描述:
样机PCBA尺寸为66*39*24mm,是一款全电压实现12V1.5A输出的电源适配器。90VAC满足启动时间的条件下,实现AC264V样机待机功耗仅为62mW。全电压输入时平均效率>86.5%,输出接1.5米22AWG线能够满足最严格的“COC_V5_T2” 能效标准。样机具有良好的动态负载能力,同时具有“OCP、SCP、OTP、VDD_OVP及输出二极管短路”等自动恢复保护功能。样机的变压器,采用了EE19W加厚磁芯(PC40材质)。变压器绕制工艺部分,请见后文详细说明。
2、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:
3、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:
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
PCB底层布线
3.2 变压器绕制工艺:
3.2.1 电路示意图:
3.2.2 规格参数:
1)骨架:EE19W磁芯加厚立式(5+5PIN),Ae=46mm²;
2)材质:TDK PC40或同等材质;
3)N1、N2及N4: 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:1.8mH±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= 3.3KV 5mA 1Min;
9)成品要求:浸凡立水;
3.2.3 变压器参数:
3.2.4 变压器结构图:
4、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5 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:
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。
测试样机及配套外壳
温升测试:(℃)
4.5 动态测试:
输出动态负载电流设置为1.5A 持续5ms/10ms,然后为0A持续5ms/10ms并持续循环,上升/下降设置为3A/us。(1.5M 22AWG Cable)
AC90V 5ms
AC90V 10ms
AC264V 5ms
AC264V 10ms
4.6 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 @ AC264V,100% Load4.7 其它重要波形测试:
DRAIN(紫色)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@输出短路_VDS@VCS 波形
AC264/50Hz,100% load_肖特基反向电压
5、EMI 评估测试
测试条件:
输入:AC115V@60Hz/230V@50Hz;输出负载:50W 8Ω大功率电阻。
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
AC230V/50Hz 辐射
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