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充电器市场高稳定方案 思睿达TT5259+TT3017L_12V2A SMPS工程样机测试

思睿达小妹妹 来源:思睿达 作者:思睿达 2021-04-28 11:41 次阅读

1、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24W,恒压输出的工程样机,控制IC采用了思睿达微电子的TT5259、TT3017L。

TT5259芯片特性:

● TT5259是采用内置650V高压功率MOSFET,反激式PWM功率开关;

● 内置软启动,减小MOSFET的应力,内置斜坡补偿电路;

● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI特性;

● 全电压输入范围,待机功耗:< 75mW;

● 输出接 20AWG 1.5 米,四点平均效率:>87.0%,满足“能源之星 V2.0- VI 级能效”

● 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。

TT3017L芯片特性:

● 支持CCM&QR&DCM工作模式;

● 内置100V功率MOS管;

● 自供电,支持正端/负端应用;

● 精确的同步整流控制系统

● VDD过压欠压保护;

● 最大支持400KHz工作频率;

● VD检测端耐压高达150V。

TT5259+TT3017L_12V2A工程样机示意图

TT5259是一款采用内置高压功率MOSFET,具有优化的图腾驱动电路以及电流模式PWM控制器,适用于待机功耗<75mW的小功率AC/DC电源适配器、充电器电源。TT5259在重载或中等负载时,工作在PWM模式,频率为65kHz。当负载逐渐减小时,振荡器的工作频率逐渐降低,最后稳定在 22kHz左右。在空载和轻载时,电路采用间歇模式,有效的降低了待机功耗。


TT3017L是一款采用内置100V功率MOSFET,具有CCM&QR&DCM模式下工作的同步整流IC。适用于输出2.4A电流以内的应用。

该样机大小73.8mm×36.8mm,AC264V输入待机功耗<90mW,平均效率>87.0%,能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2标准;具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP自动恢复”等多种保护功能;由振荡电路产生的频率抖动,可以改善EMI特性。样机的变压器,采用了EE22加宽磁芯(PC40材质)。

2、样机特性以下表格为工程样机的主要特性。

2.1输入特性:

pIYBAGCHtSiAanYFAABAD2cs290290.jpg

2.2 输出特性:

pIYBAGCHtSiAWMgkAABBu8paVyA769.jpg

2.3 整机参数

o4YBAGCHtSmAe8g1AAB_fnUquyU149.jpg

2.4 保护功能测试:

o4YBAGCHtSmAWuvGAABi2zduL_0045.jpg

2.5 工作环境:

pIYBAGCHtSmAMmLnAAA00fi2-ZQ199.jpg

2.6测试仪器

pIYBAGCHtSqAQywpAABXv0BSgpo712.jpg


3、样机结构信息本小节展示了工程样机的电路、版图结构,变压器及艺。

3.1 电路原理图及PCB版图:

(1)原理图

o4YBAGCHtSqAdK7WAACL1lyjCS0041.jpg


(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:

o4YBAGCHtSuAFt8OAAAwKy9Ot84977.jpg

o4YBAGCHtSyAA9FzAABG0yEaT9I689.jpg


(2)规格参数:

1)骨架:EE22立式加宽(7PIN),Ae=58.2mm²;

2)材质:TDK PC40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:1.8mH±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:

pIYBAGCHtSyAIxkGAACEdHwvH9Q287.jpg

3.3元器件清单:

pIYBAGCHtSyAAjqlAAF8G94YFnM038.jpg

4、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(无假负载):

o4YBAGCHtS2ADfXsAAA0wFOGtOY693.jpg

表2、 输出带20AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性

o4YBAGCHtS2ANSMoAABU2dvhqMo244.jpg

表3、输出外接20AWG 1.5米线测试的效率特性:

pIYBAGCHtS2Ae5c7AABtftisNtA511.jpg

表4、输出板端测试的效率特性:

pIYBAGCHtS6ALwrdAABnGm7wB-4234.jpg

4.2 输出特性:

注:以下数据均为外接20AWG 1.5米线测试;

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:

o4YBAGCHtS6AFWjqAACDUiZ8XBY126.jpg


4.2.2 输出电压纹波:

注:纹波及噪音在20AWG/1.5M线端测得,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

o4YBAGCHtS6AQIObAABMikO3lCc340.jpg

纹波噪声波形图:

Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no loadFig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load

Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% loadFig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load

Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no loadFig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load

Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% loadFig4 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:

o4YBAGCHtTCAH5iRAABAg40uNkg793.jpg

4.3.2 短路保护:功率计限流电流为2.5A

pIYBAGCHtTCAKUp5AABGLhQv5hY213.jpg


4.4 动态测试:

注:输出动态负载电流设置为2A持续5ms/10ms,然后为0A持续5ms/10ms并持续循环,上升/下降设置为1A/uS。

pIYBAGCHtTCAAE1BAAB5TIBP_V4621.jpg

AC90V @ 5msAC90V @ 5ms

AC90V @ 10msAC90V @ 10ms

AC264V @ 5msAC264V @ 5ms

AC264V @ 10msAC264V @ 10ms

4.5 系统延时时间测试:

注:AC 端(绿色)、VO输出端(蓝色)波形图。

o4YBAGCHtTKAYln6AAA9q-vU2TY086.jpg

TON_DELAY  @ AC100V,100% LoadTON_DELAY@ AC100V,100% Load

TON_DELAY  @ AC240V 100%  LoadTON_DELAY@ AC240V 100%Load

TON_DELAY @ AC100V ,100% LoadTON_DELAY@ AC100V ,100% Load

TON_DELAY  @ AC240V 100% LoadTON_DELAY@ AC240V 100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V No LoadVOVER_SHORT@ AC100V No Load

VOVER_SHORT @ AC240V No LoadVOVER_SHORT@ AC240V No Load

5、其它重要波形测试DRAIN (绿)端、CS(蓝色)端波形图:

AC90/60Hz,100% LoadAC90/60Hz,100% Load


AC115/60Hz,100% loadAC115/60Hz,100% load

AC230/50Hz,100% loadAC230/50Hz,100% load

AC264/50Hz,100% loadAC264/50Hz,100% load


AC90/60Hz,100%load输出TT3017L VdsAC90/60Hz,100%load输出TT3017L Vds

AC264/50Hz,100%load输出TT3017L VdsAC264/50Hz,100%load输出TT3017L Vds

s

6、温度测试测试条件:40 ℃环境下满载测试。

o4YBAGCHtTaAYx2-AACF7cfuKCo053.jpg

7、EMI评估测试

测试条件:

输入:230VAC50Hz

输出电流:2A

负载类型:电阻

限值标准参考:EN55013、EN55022B

传导L线测试 PK+AV传导L线测试 PK+AV

传导N线测试PK+AV传导N线测试PK+AV

辐射测试PK+AV传导N线测试PK+AV

输入:110VAC50Hz

输出电流:2A

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L线测试 PK+AV

传导N线测试PK+AV传导L线测试 PK+AV

关于思睿达微电子

思睿达微电子成立于2017年7月,主要为客户提供全功率AC/DC电源解决方案和PoE相关解决方案,致力于成为电源芯片定制专家。

主要产品应用于交换机,路由器,IP-Phone,充电器,适配器,PD快充,防水电源等产品。

多种方案,欢迎随时交流沟通。思睿达联系人:何工 18923426660,E-mail:manjie@threeda.com,欢迎来电咨询,申请样品。感谢!

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
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