兩顆“芯”，帶你參透24W電源適配器方案的奧妙之處

電源適配器又叫外置電源，是小型便攜式電子設(shè)備及電子電器的供電電壓變換設(shè)備，常見(jiàn)于手機(jī)、液晶顯示器和筆記本電腦等小型電子產(chǎn)品上。

電源適配器廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，LED燈具，通訊設(shè)備、安防、電腦機(jī)箱、數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類(lèi)等領(lǐng)域，并且在這些領(lǐng)域都有著不可忽視的作用。

今天要給大家介紹的是思睿達(dá)24W電源適配器方案，該方案的控制IC采用了思睿達(dá)主推的CR6267SM、CR85V25RSA。以下為方案的具體內(nèi)容：

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24W，恒壓輸出的工程樣機(jī)，控制IC采用了思睿達(dá)主推的CR6267SM、CR85V25RSA。

CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程樣機(jī)示意圖

CR6267SM芯片特性：

CR6267SM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。CR6267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（90V~264V）內(nèi)輸出恒定的功率。

CR6267SM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，輸出整流二極管短路保護(hù)電路，輸出過(guò)壓保護(hù)電路。而且內(nèi)置所有PIN腳懸空保護(hù)功能，使得芯片具有更高的可靠性。

● CR6267SM是采用內(nèi)置650V高壓功率MOSFET；反激式原邊檢測(cè)PWM功率開(kāi)關(guān)；

●待機(jī)功耗低于75mW

●原邊檢測(cè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，無(wú)需光耦和TL431

●全電壓范圍內(nèi)高精度恒壓和恒流輸出

●可編程CC/CV模式控制

●高能效QR控制模式

●內(nèi)置輸出線電壓補(bǔ)償功能

●內(nèi)置初級(jí)電感量偏差補(bǔ)償功能

●內(nèi)置全電壓功率自適應(yīng)補(bǔ)償功能

●動(dòng)態(tài)負(fù)載響應(yīng)功能

●內(nèi)置過(guò)溫度保護(hù)功能

●內(nèi)置輸出短路保護(hù)功能

●內(nèi)置前沿消隱

●啟動(dòng)電流和工作電流低

●VDD端過(guò)壓保護(hù)和鉗位保護(hù)

●逐周期過(guò)流保護(hù)

●內(nèi)置輸出整流二極管短路保護(hù)

●內(nèi)置輸出過(guò)壓保護(hù)功能

●內(nèi)置所有PIN腳懸空保護(hù)功能

●4個(gè)引腳散熱

●SOP-8L綠色封裝

基本應(yīng)用

●小功率電源適配器

●蜂窩電話充電器

●數(shù)碼電源充電器

●電腦和服務(wù)器輔助電源

●替代線性調(diào)整器和RCC

典型應(yīng)用

引腳分布

引腳描述

CR85V25RSA芯片特性：

●精簡(jiǎn)外圍電路，應(yīng)用簡(jiǎn)單的同步整流IC，用于CCM、DCM、QR模式；

●具有自供電功能，設(shè)計(jì)方便可用于正端、負(fù)端應(yīng)用；

●D端85V耐壓，用于輸出5～12V以內(nèi)的應(yīng)用。

該樣機(jī)是一款基于CR6267SM設(shè)計(jì)，全電壓實(shí)現(xiàn)12V2A 24W功率輸出。AC100V滿足啟動(dòng)時(shí)間的條件下，實(shí)現(xiàn)AC240V樣機(jī)待機(jī)功耗<75mW；典型輸入電壓時(shí)平均效率>86.8%；能夠滿足最嚴(yán)格的能效標(biāo)準(zhǔn)“COC_T2”；全電壓可實(shí)現(xiàn)±5%的CC/CV輸出精度。

樣機(jī)尺寸W*L*H：74*37mm*25mm，樣機(jī)的變壓器，采用了EE22加寬加厚磁芯（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。

CR85V25RSA是一款采用內(nèi)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2A電流以內(nèi)的應(yīng)用。

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：

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PCB版圖：

原理圖：

PCB版圖：

頂層布局圖

底層布局和線圖

3.2、變壓器繞制工藝：

（1）變壓器電性及結(jié)構(gòu)示意圖：

（2）規(guī)格參數(shù)：

1）骨架：EE22 立式加寬（7PIN）,Ae＝58.2mm2；

2）材質(zhì)：TDK PC40 或同等材質(zhì)；

3）初級(jí)、反饋: 2UEW 漆包線

4）次級(jí): 三層絕緣線

5）絕緣膠帶:3M1298 或同等材質(zhì)

6）初級(jí)繞組感量Lp：0.9mH±5%（測(cè)試條件：0.25V，1kHz）；

7）漏感量LLK：要求控制在初級(jí)繞組的5%以內(nèi)(測(cè)試條件：0.25V，10kHz）)

8）耐壓測(cè)試= 3KV 5mA 1Min

9）成品要求:浸凡立水

（3）變壓器參數(shù):

3.3、元器件清單：

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90VAC到264VAC)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、無(wú)負(fù)載待機(jī)功耗:

表2、輸出100%載下的輸入特性

表3、輸出PCB端測(cè)試的效率特性:

4.2、輸出特性：

注：以下數(shù)據(jù)均為PCB端測(cè)試；

4.2.1、線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率：

4.2.2、輸出電壓紋波：

注：紋波及噪音在10cm線端測(cè)得，在此線端并聯(lián)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(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)：

4.3.2 短路保護(hù)：

功率計(jì)限流電流為 2.5A

4.4 動(dòng)態(tài)測(cè)試：

注：輸出動(dòng)態(tài)負(fù)載電流設(shè)置為2A持續(xù)5ms/10ms，然后為0A持續(xù)5ms/10ms并持續(xù)循環(huán)，上升/下降設(shè)置為5A/uS。

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間測(cè)試：

注：AC端、VO輸出端波形圖。

TON_DELAY?@ AC100V，100% Load

TON_DELAY?@ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT?@ AC100V，No Load

VOVER_SHORT?@ AC240V，No Load

05、其它重要波形測(cè)試

DRAIN端、CS端波形圖：

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load 6267電壓應(yīng)力

AC264/50Hz，100% load 同步整流 電壓應(yīng)力

06、溫度測(cè)試

測(cè)試條件：40℃環(huán)境下輸出2A測(cè)試。

07、EMI評(píng)估測(cè)試

測(cè)試條件：

輸出電流：2A 負(fù)載類(lèi)型：電阻。

限值標(biāo)準(zhǔn)參考：EN55013、EN55022B。

AC230V 傳導(dǎo) L 線測(cè)試 PK+AV

AC230V 傳導(dǎo) N 線測(cè)試 PK+AV

AC120V 傳導(dǎo) L 線測(cè)試 PK+AV

AC120V 傳導(dǎo) N 線測(cè)試 PK+AV

AC230V 輻射測(cè)試 PK+AV

AC120V 輻射測(cè)試 PK+AV

AC230V 輻射測(cè)試 PK+AV DS 加 47pf 電容

AC120V 輻射測(cè)試 PK+AV DS 加 47pf 電容

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)。

審核編輯黃宇