助力國(guó)產(chǎn)替代！不可不知的思睿達(dá)12W電源適配器方案詳解

在上一篇文章中，我們介紹了思睿達(dá)的5W充電器方案，控制IC采用了思睿達(dá)主推的CR6245。接下來(lái)，我們將介紹思睿達(dá)另一個(gè)國(guó)產(chǎn)芯方案——12W電源適配器解決方案，該方案樣機(jī)PCBA尺寸：67*35*19mm，是一款全電壓實(shí)現(xiàn)12V1A輸出的電源適配器，它又有什么特性呢？讓我們接著往下看。

01、樣機(jī)介紹

該測(cè)試報(bào)告是基于一個(gè)能適用于寬輸入電壓范圍，輸出功率12W，恒壓恒流輸出的電源適配器樣機(jī)，控制IC采用了思睿達(dá)主推的CR6267SG。

CR6267SG_12V1A 工程樣機(jī)示意圖

CR6267SG芯片

CR6267SG是一款高性能原邊檢測(cè)控制的PWM 開(kāi)關(guān)，待機(jī)功耗小于75mW。CR6267SG內(nèi)部采用了多模式控制的效率均衡技術(shù)，用于優(yōu)化芯片系統(tǒng)待機(jī)功耗和提升效率，同時(shí)采用了初級(jí)電感量補(bǔ)償技術(shù)和內(nèi)部集成的輸出線電壓補(bǔ)償技術(shù)，保證了芯片在批量生產(chǎn)過(guò)程中CC/CV 輸出精度， 內(nèi)置的全電壓功率自適應(yīng)補(bǔ)償技術(shù)保證了系統(tǒng)在全電壓范圍（90Vac~264Vac）內(nèi)輸出恒定的功率。

CR6267SG集成了多種功能和保護(hù)特性，包括欠壓鎖定（UVLO），VDD 過(guò)壓保護(hù)（OVP），軟啟動(dòng)，過(guò)溫保護(hù)（OTP），逐周期電流限制（OCP），CS 引腳懸空保護(hù)，輸出短路保護(hù)，內(nèi)置前沿消隱電路，使得芯片具有更高的可靠性。

主要特點(diǎn)

●CR6267SG 內(nèi)置650V 高壓功率MOSFET，反激式原邊檢測(cè)PWM 功率開(kāi)關(guān)；

●SOP8 封裝，一側(cè)引腳（5-8）全為內(nèi)置MOS 漏極，方便散熱設(shè)計(jì)；

●內(nèi)置軟啟動(dòng)，減小MOSFET 的應(yīng)力，內(nèi)置斜坡補(bǔ)償電路；

●低功耗以及良好的負(fù)載動(dòng)態(tài)特性；

●具有良好的EMI 特性；

●具有“軟啟動(dòng)、OCP、SCP、OTP、OVP”等多種保護(hù)功能；

●原邊反饋，無(wú)需光耦和TL431,可調(diào)式線損補(bǔ)償,IC 基準(zhǔn)精度±1%；

●電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yīng)用

●小功率電源適配器

●蜂窩電話充電器

●數(shù)碼相機(jī)充電器

●電腦和服務(wù)器輔助電源

●替代線性調(diào)整器和RCC

引腳分布

引腳描述

典型應(yīng)用

樣機(jī)PCBA尺寸：67*35*19mm，是一款全電壓實(shí)現(xiàn)12V1A輸出的電源適配器。AC90V滿足啟動(dòng)時(shí)間的條件下，實(shí)現(xiàn)AC264V樣機(jī)待機(jī)功耗僅為74mW；同時(shí)效率能夠滿足最嚴(yán)格的“COC_V5_T2” 能效標(biāo)準(zhǔn)；全電壓可實(shí)現(xiàn)±5%的CC/CV輸出精度。

整機(jī)（含套件外殼）可滿足40℃環(huán)境溫度滿載溫升測(cè)試要求。樣機(jī)具良好的恒流輸出效果；同時(shí)具有“軟啟動(dòng)、OCP、SCP、OVP、OTP自動(dòng)恢復(fù)”等多種保護(hù)功能。

樣機(jī)的變壓器，采用了EE16W加寬磁芯（PC40材質(zhì)）。變壓器繞制工藝部分，請(qǐng)見(jiàn)后文詳細(xì)說(shuō)明。

02、樣機(jī)特性

以下表格為工程樣機(jī)的主要特性，具體測(cè)試方法在第4 章節(jié)中有詳細(xì)說(shuō)明。

2.1 輸入特性：

2.2 輸出特性(PCB END)：

2.3 整機(jī)參數(shù)：

2.4 保護(hù)功能測(cè)試：

2.5 工作環(huán)境：

2.6 測(cè)試儀器：

03、樣機(jī)結(jié)構(gòu)信息

本小節(jié)展示了工程樣機(jī)的電路、版圖結(jié)構(gòu)，變壓器結(jié)構(gòu)及工藝。

3.1 電路原理圖及BOM：

3.1.1 原理圖：

3.1.2 元器件清單：

3.1.3 PCB 布局&布線：

PCB 頂層布局&布線

PCB 底層布局&布線

3.2 變壓器繞制工藝：

3.2.1 電路示意圖：

3.2.2 規(guī)格參數(shù)：

1）骨架：EE16W 加寬立式（5+5PIN）,Ae＝38mm2,槽寬8.5mm；

2）材質(zhì)：TDK PC40 或同等材質(zhì)；

3）N1、N2、N3: 2UEW 漆包線；N4: 三層絕緣線；

4）次級(jí)繞組從變壓器頂端進(jìn)出線，磁芯接地

5）絕緣膠帶:3M900 或同等材質(zhì)；

6）初級(jí)繞組感量Lp：1250uH±5%（測(cè)試條件：0.3V，10kHz）；

7）漏感量LLK：要求控制在初級(jí)繞組的5%以?xún)?nèi)(測(cè)試條件：0.3V，10kHz)；

8）耐壓測(cè)試= 3KV 5mA 1Min；

9）成品要求:浸凡立水；

3.2.3 變壓器參數(shù):

3.2.4 變壓器結(jié)構(gòu)示意圖：

04、性能測(cè)評(píng)

本小節(jié)對(duì)工程樣機(jī)的輸入部分、輸出部分、各種保護(hù)以及一些時(shí)序進(jìn)行了測(cè)試，以下詳解了測(cè)試方法及結(jié)果。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，以下各項(xiàng)測(cè)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(jīng)過(guò)在不同的輸入電壓(從90V/60Hz 到264V/50Hz)和不同負(fù)載條件（空載和滿載）下測(cè)試，得到待機(jī)功耗、效率及平均效率。

表1 待機(jī)功耗

表2 輸出100%負(fù)載下的輸入特性

表3 效率測(cè)試（1.5m 24AWG Cable）

表4 效率測(cè)試（PCB END）

表5 能效等級(jí)評(píng)估（1.5m 24AWG Cable）

4.2 輸出特性：

4.2.1 線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率: （1.5m 24AWG 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 24AWG 處測(cè)試，測(cè)試端并聯(lián)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(hù)功能：

以下涉及過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)的測(cè)試。

4.3.1 過(guò)流保護(hù)及恒流特性

4.3.2 短路保護(hù)：功率計(jì)電流量程2.5A,開(kāi)啟平均值模式測(cè)量。

4.4 系統(tǒng)溫升測(cè)試

本項(xiàng)測(cè)試評(píng)估成品樣機(jī)（含配套塑料外殼）在40℃環(huán)境溫度下長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)關(guān)鍵器件的穩(wěn)態(tài)溫度值。測(cè)試條件：輸入電壓分別為90V~264V，輸出電流1A。

測(cè)試樣機(jī)及配套外殼

溫升測(cè)試：

4.5 系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間測(cè)試：

TON_DELAY@ AC100V，100% Load

TON_DELAY@ AC240V，100% Load

THOLD_UP@ AC100V，100% Load

THOLD_UP@ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT@ AC100V，100% Load

VOVER_SHORT@ AC240V，100% Load

4.6 動(dòng)態(tài)測(cè)試：

注：輸出動(dòng)態(tài)負(fù)載電流設(shè)置為1A 持續(xù)5/10ms，然后為0A 持續(xù)5/10ms 并持續(xù)循環(huán)，上升/下降設(shè)置為3A/us。

AC90V @ 5ms?

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms?

AC264V @ 10ms

4.7 其它重要波形測(cè)試：

DRAIN（深藍(lán)色）端、CS（淺藍(lán)色）端波形圖：

AC90/60Hz，100% load?

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load 輸出肖特基電壓

AC264/50Hz，輸出短路,IC 漏極電壓

05、EMI 評(píng)估測(cè)試

測(cè)試條件：

輸入：AC115V/230V/50Hz；

輸出負(fù)載：功率電阻；

限值標(biāo)準(zhǔn)參考：EN55013、EN55022B。（輻射測(cè)試結(jié)果僅供參考）

AC115V/50Hz 傳導(dǎo)L 相

AC115V/50Hz 傳導(dǎo)N 相

AC230V/50Hz 傳導(dǎo)L 相

AC230V/50Hz 傳導(dǎo)N 相

AC115V/50Hz 輻射測(cè)試

AC230V/50Hz 輻射測(cè)試

關(guān)于思睿達(dá)微電子

思睿達(dá)是專(zhuān)注于ADC、DAC、PoE和DC/DC芯片級(jí)解決方案的高科技企業(yè)，目前同步推廣啟臣微全系列產(chǎn)品，希望將啟臣15年在電源行業(yè)這份積淀，這份堅(jiān)持發(fā)揚(yáng)光大。思睿達(dá)同時(shí)也可以提供芯片級(jí)定制服務(wù)。