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可信赖的电源供应:30W电源适配器方案为电子设备高效供电!

在当今高科技快速发展的时代,人们对于电子产品的需求越来越高。电源适配器作为电子设备的能量来源,其功效与质量对于用户的使用体验至关重要。而基于思睿达CR5268TP+CR85V15RSA 30W电源适配器方案的设计,正是针对用户需求和市场趋势进行了精心研发和优化,以满足用户对于高效、安全、可靠开关电源适配器方案的期望。

1、样机介绍

该测试报告是基于能适用于AC100~240V恒压12V输出的30W电源适配器样机,控制IC采用了思睿达主推的CR5268TP。

“CR5268TP_12V2.5A工程样机示意图”
CR5268TP_12V2.5A工程样机示意图

样机PCBA尺寸为:67mm×44mm×25mm,具有较高功率密度。能效方面,AC264V输入典型待机功耗75mW,输出使用15mR同步整流,PCB端平均效率>89%,能够满足六级能效标准;低纹波,低噪声,符合相关EMI规定。

样机的变压器,采用了EE22加宽磁芯(PC40材质),变压器绕制工艺部分,请见后文详细说明。

关于CR5268TP

CR5268TP是CCM+PFM电流控制模式PWM控制器,是一款高集成度、低功耗的中等功率反激电源控制IC。CR5268TP轻载时会降低频率,最低频率22kHz可避免音频噪声。CR5268TP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。CR5268TP提供DIP-8L的封装。

芯片特性:

● CR5268TP是一款内置MOS,高能效CCM+PFM绿色节能PWM控制器;
● 内置软启动,减小MOSFET的应力,内置斜坡补偿电路;
● 固定65kHz开关频率,具有频率抖动功能,有良好的EMI特性,开关频率平滑变化,低噪声设计;
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP,输出二极管短路保护”等自动恢复保护功能;DIP-8L封装四个引脚散热;
● 电路结构简单、较少的外围元器件,适用于AC/DC电源适配器。

基本应用:

● 电源适配器
● 充电器
● 存储设备电源

典型应用

“可信赖的电源供应:30W电源适配器方案为电子设备高效供电!”

管脚排列:

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管脚描述

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关于CR85V15RSA

芯片特性:

● 精简外围电路,应用简单的同步整流IC,用于CCM、DCM、QR模式;
● 具有自供电功能,设计方便可用于正端、负端应用;
● D端85V耐压,用于输出5~12V以内的应用。

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:

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2.2、输出特性(PCB END):

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2.3、整机参数:

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2.4、保护功能测试:

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2.5、工作环境:

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2.6、测试仪器:

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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:

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3.1.2 元器件清单:

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3.1.3 PCB布局&布线:

“PCB顶层布局&布线”
PCB顶层布局&布线

“PCB底层布局&布线”
PCB底层布局&布线

注:L×W:67mm×44mm

3.2、变压器绕制工艺:

3.2.1 电路示意图:

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3.2.2 规格参数:

1)骨架:EE22加厚加宽立式(5+2PIN),Ae=58mm²;
2)材质:TDK PC40或同等材质;
3)绝缘胶带:3M900或同等材质;
4)初级绕组感量Lp:680uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);
5)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件:0.3V,10kHz);
6)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;
7)成品要求:浸凡立水;

3.2.3 变压器参数:

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3.2.4 变压器结构示意图:

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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

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表 2 输出100%负载下的输入特性

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表 4 效率测试(PCB END)

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表 5 能效等级评估(PCB END)

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4.2、输出特性:

4.2.1 线性调整率和负载调整率:(pcb end)

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4.2.2 输出电压纹波:

注:纹波及噪声在PCB输出端用10cm导线,并联0.1uF/50V瓷片电容和10uF/50V电解电容,带宽限制为20MHz进行测试。

“可信赖的电源供应:30W电源适配器方案为电子设备高效供电!”

“R&N
R&N @ AC90V/60Hz,No Load

“R&N
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load

“R&N
R&N @ AC264V/50Hz,No Load

“R&N
R&N @ AC264V/50Hz,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

“可信赖的电源供应:30W电源适配器方案为电子设备高效供电!”

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。

“可信赖的电源供应:30W电源适配器方案为电子设备高效供电!”

4.4、系统延时时间测试:

“可信赖的电源供应:30W电源适配器方案为电子设备高效供电!”

“TON_DELAY
TON_DELAY @ AC100V,100% Load

“TON_DELAY
TON_DELAY @ AC240V,100% Load

“THOLD_UP
THOLD_UP @ AC100V,100% Load

“THOLD_UP
THOLD_UP @ AC240V,100% Load

“VOVER_SHOOT
VOVER_SHOOT @ AC100V,100% Load

“VOVER_SHOOT
VOVER_SHOOT @ AC240V,100% Load

4.5、动态测试:

注:输出动态负载电流设置为2.5A持续5ms/10ms,然后为0A持续5ms/10ms并持续循环,上升/下降设置为5A/us。

“可信赖的电源供应:30W电源适配器方案为电子设备高效供电!”

“AC100V/60Hz
AC100V/60Hz 5ms

“AC240V/50Hz
AC240V/50Hz 5ms

“AC100V/60Hz
AC100V/60Hz 10ms

“AC240V/50Hz
AC240V/50Hz 10ms

4.6、老化温度评估:

在40℃环境下,满载输出测试结果:单位℃

“可信赖的电源供应:30W电源适配器方案为电子设备高效供电!”

4.7、其它重要波形测试:

DRAIN端(红色)、 CS端(浅蓝色)波形图:

“AC90/60Hz,100%
AC90/60Hz,100% load

“AC115/60Hz,100%
AC115/60Hz,100% load

“AC230/50Hz,100%
AC230/50Hz,100% Load

“AC264/50Hz,100%
AC264/50Hz,100% load

“AC264/50Hz
AC264/50Hz 启动 mos 电压应力 566V

“AC264/50Hz
AC264/50Hz 同步整流电压应力 62V

4.8、EMI评估测试:

输入:AC115V/60Hz&230V/50Hz;输出负载:水泥电阻;

限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)

“AC115V/60Hz
AC115V/60Hz L 相

“AC115V/60Hz
AC115V/60Hz N 相

“AC230V/50Hz
AC230V/50Hz L 相

“AC230V/50Hz
AC230V/50Hz N 相

“AC115V/60Hz
AC115V/60Hz 辐射

“AC230V/50Hz
AC230V/50Hz 辐射