概述
之前我们介绍了基于思睿达主推cr5149tj的18w电源适配器解决方案。在本文,我们将介绍基于思睿达主推的cr5159tn+cr85v25rs_27w电源适配器方案。
01
样机介绍
该测试报告是基于一个能适用于宽输入电压范围,输出功率27w方案,输出9v3a 的工程样机,控制ic采用了思睿达主推的cr5159tn和cr85v25rs。 cr5159tn+cr85v25rs 工程样机示意图 cr5159tn
cr5159tn是一款采用内置高压功率mosfet的高集成度、低待机功耗ccm+pfm混合电流模式pwm控制开关。cr5159tn轻载时会降低频率,最低频率22khz可避免音频噪声。cr5159tn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。cr5159tn提供dip-8l的封装。 cr5159tn 芯片特性: ● cr5159tn是采用内置650v 高压功率mosfet,反激式pwm 功率开关;● 较低的启动电流 (大约3μa)● 满足六级能效标准● 内置软启动,减小mosfet 的应力;● 内置同步斜坡补偿电路,消除次谐波振荡;● 65khz 开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的emi 特性;● 轻载降低工作频率● 全电压输入范围,待机功耗:< 75mw;● 具有“软启动、ocp、scp、otp、ovp 自动恢复等保护功能;● 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;● cr5159tn还提供vdd电压从8.5v至36.5v更宽的工作范围。● 内置前沿消隐电路● 逐周期过流保护 典型应用 管脚排列 管脚描述 cr85v25rs芯片特性:
● 支持ccm&qr&dcm 工作模式;● 内置85v 功率mos 管;● 可自供电,支持正端/负端应用;● 精确的外围电路;● vcc欠压保护;● 最大支持150khz 工作频率。 该样机大小73.8mm×36.8mm,ac264v输入待机功耗87.3%,能够满足“能源之星v2.0 vi级能效”与欧洲coct2标准;具有“ocp、otp、vdd_ovp、uvlo ”等多种保护功能;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,cr5159tn还提供vdd电压从8.5v至36.5v更宽的工作范围。 样机的变压器,采用了ee22加宽磁芯(pc95材质),变压器绕制工艺部分,请见后文详细说明。 02
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:
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: 03
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pcb 版图: (1)原理图: (2)pcb 版图: 3.2、变压器绕制工艺: (1)变压器电性及结构示意图: (2)规格参数: 1)骨架:ee22 立式加宽(7pin),ae=58.2mm²;2)材质:tdk pc95 或同等材质;3)初级、反馈: 2uew 漆包线4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3m1298 或同等材质6)初级绕组感量lp:1.5mh±5%(测试条件:0.25v,1khz);7)漏感量llk:要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件:0.25v,10khz))8)耐压测试= 3kv 5ma 1min9)成品要求:浸凡立水 (3)、变压器参数: 3.3、元器件清单: 04
性能测评
样机性能主要是针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: 本样机经过在不同的输入电压(从90vac 到264vac)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 、无负载待机功耗 表2、输出pcb 板端测试100%载下的输入特性 表3、输出板端测试的效率特性: 4.2、输出特性: 注:以下数据均为板端测试: 4.2.1、线性调整率和负载调整率: 表4、线性调整率和负载调整率 4.2.2、输出电压纹波及噪音: 注:纹波及噪音在输出板端测得,在此线端并联10uf/50v 电解电容和0.1uf/50v cbb 电容,示波器带宽限制为20mhz。 表5、电压纹波测试: 纹波噪声波形图: fig1:r&n@ ac90v/60hz,9v3a no load fig2:r&n@ ac90v/60hz,9v3a 100% load
fig3:r&n@ ac264v/50hz,9v3ano load fig4:r&n@ ac264v/50hz,9v3a 100% load 4.3、保护功能: 以下测试过流保护、短路保护功能。 4.3.1、过流保护: 4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5a 4.4、动态测试: 注:输出动态负载电流设置为10%持续5ms/10ms,然后为90%持续5ms/10ms并持续循环,上升/下降设置为3a/us。 fig5:ac90v/60hz,5ms 9v3a fig6:ac264v/50hz,5ms 9v3a fig7:ac90v/60hz,10ms 9v3a fig8:ac264v/50hz,10ms 9v3a 4.5、系统延时时间测试: 注:ac 端(绿色)、vo 输出端(蓝色)波形图。 ton_delay @ ac100v,100% load ton_delay @ ac240v,100% load ton_delay @ ac100v,100% load ton_delay @ ac240v,100% load vover_short @ ac100v,no load vover_short @ ac240v,no load 05
其它重要波形测试:
drain(绿)端、cs(蓝色)端波形图: ac90/60hz,9v3a 100% load ac115/60hz,9v3a 100% load ac230/50hz,9v3a 100% load ac264/50hz,9v3a 100% load ac90/60hz,9v3a 100%load 输出vds ac264/50hz,9v3a 100%load 输出vds 06
温度测试
测试条件:40℃环境下满载测试。 07
emi 评估测试
7.1、测试条件: 输入:230vac50hz;输出:9v3a;负载类型:电阻,限值标准参考:en55013、en55022b 传导l 线测试pk+av 传导n 线测试pk+av 辐射测试pk+av 7.2 输入:110vac50hz;输出:9v3a;负载类型:电阻;输出低接大地,限值标准参考:en55013、en55022b 传导l 线测试pk+av 传导n 线测试pk+av 辐射测试pk+av
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