多重安全防护,兼顾性能与价格的12V2.5A电源适配器方案

随着科技的发展和生活方式的改变,电子产品已经成为我们生活中不可或缺的一部分。从智能手机到平板电脑,从笔记本电脑到无线音响,我们对于电子设备的需求越来越多样化和高度依赖。然而,不同的电子设备往往需要不同的电源适配器来提供正确的电力供应。因此,设计一个优秀的电源适配器方案变得极为重要。
今天要给大家介绍的是基于思睿达主推的cr5268tp 30w电源适配器方案,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。
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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芯片
cr5268tp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。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-7l/dip-8l的封装。
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:
管脚排列:
管脚描述:
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。
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。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。
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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:
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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&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: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:
3.2.4 变压器结构示意图:
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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 4 效率测试(pcb end)
表 5 能效等级评估(pcb end)
4.2 输出特性:4.2.1 线性调整率和负载调整率: (pcb end)
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。
r&n @ ac90v/60hz,no load 
r&n @ ac90v/60hz,100% load
r&n @ ac264v/50hz,no load
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
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 @ 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。
ac100v/60hz 5ms
ac240v/50hz 5ms
ac100v/60hz 10ms
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℃
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% load
ac115/60hz,100% load
ac230/50hz,100% load
ac264/50hz,100% load
ac264/50hz 启动 mos 电压应力 566v
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 l相
ac115v/60hz n相
ac230v/50hz l 相
ac230v/50hz n 相
ac115v/60hz 辐射

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