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高效能量供应!离线式12W适配器方案与你的设备完美匹配

思睿达工业通信芯方案 2024-03-19 08:07 次阅读
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智能手机到笔记本电脑,我们依赖于电子设备来完成各种任务,无论是工作、娱乐还是社交。然而,这些电子设备都需要电力供应,而适配器就成了将电力传输到设备的关键组件之一。在这个领域,基于思睿达主推的CR6212BSG离线式12W适配器方案引起了关注,因其高效、便携和可靠的特点,成为了许多电子设备制造商的首选。


传统的适配器方案往往存在一些缺点,比如体积大、效率低、发热量高等问题。然而,离线式12W适配器方案通过采用先进的技术和设计理念,成功地解决了这些问题。该方案提高了电能转换的效率,减少了能量的损耗,从而使设备在充电过程中更加省电和稳定。

1、样机介绍

该测试报告基于宽输入电压范围的恒压输出的离线式12W适配器样机,控制IC采用了思睿达主推的CR6212BSG。ab0587b8-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngab10257e-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngCR6212BSG_12V1A 无Y 工程样机示意图

关于CR6212BSG

CR6212B是一款高性能原边检测控制的PWM开关,待机功耗小于75mW。CR6212B内部采用了多模式控制的效率均衡技术,用于优化芯片系统待机功耗和提升效率,同时采用了初级电感量补偿技术和内部集成的输出线电压补偿技术,保证了芯片在批量生产过程中CC/CV输出精度,内置的全电压功率自适应补偿技术保证了系统在全电压范围(90V~264V)内输出恒定的功率。
CR6212B集成了多种功能和保护特性,包括欠压锁定(UVLO),VDD过压保护(OVP),软启动,过温保护(OTP),逐周期电流限制(OCP),所有引脚悬空保护,输出短路保护,内置前沿消隐电路,输出整流二极管短路保护电路,输出过压保护电路。可编程输入欠压保护和输入过压保护,使得芯片具有更高的可靠性。

芯片特性

●待机功耗小于75mW,SOP8封装的PSR电流模式PWM开关;●全电压范围内高精度恒压(±5%)和恒流输出(±5%);●动态负载响应功能;●可编程CC/CV模式控制;●高能效频率反走QR控制模式;●内置初级电感量偏差补偿功能;●内置输出线电压补偿功功能;●内置全电压功率自适应补偿功能;●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。

基本应用

●小功率电源适配器●智能设备充电器●辅助电源

典型应用

ab2c3192-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png

引脚分布

ab3a2b80-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png

引脚描述

ab438946-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png

该样机是一款基于CR6212BSG设计的,全电压实现无Y电容12V1A输出的适配器。AC90V满足启动时间的条件下,实现AC264V样机待机功耗<75mW;典型输入电压时平均效率≥84.3%;能够满足最严格的能效标准“COC_T2”;全电压可实现±5%的CV输出精度。样机尺寸:长宽高54*35*20mm,样机具有“软启动、OCP、SCP、OVP、FB开路/短路保护、OTP自动恢复、输出二极管开路/短路保护功能”等多种保护功能。样机的变压器,采用了EE13加宽磁芯(PC40材质),变压器绕制工艺部分,请见后文详细说明。

2、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:

ab52ffca-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png
2.2、输出特性(Line END):

ab5f8ed4-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png
2.3、整机参数:

ab6a5c10-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png2.4、保护功能测试:

ab7b37d8-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png2.5、工作环境:

ab8b6b1c-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png
2.6、测试仪器:
ab953b1a-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png

3、样机结构信息

本小节展示了工程样机的电路、版图结构,变压器结构及工艺。3.1、电路原理图及BOM:

3.1.1 原理图:aba5f4fa-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.jpg3.1.2 元器件清单:abbca164-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png3.1.3 PCB布线:abde4044-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngPCB顶层布局abfa2840-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngPCB底层走线3.2、变压器绕制工艺:

3.2.1 变压器电路示意图及结构图:ac128f8e-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.jpgac202dba-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.jpg3.2.2 规格参数:
1)骨架:EE13 加宽立式(5+5PIN),Ae=34mm²;2)材质:TDK PC40或同等材质;3)N1、N2、N4: 2UEW漆包线;4)N3: 三层绝缘线;5)绝缘胶带:3M1298或同等材质;6)初级绕组感量Lp:1.35mH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件:0.3V,10kHz))8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min9)成品要求:浸凡立水
3.2.3 变压器参数:
ac357a62-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png

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(输出含有假负载15KΩ)ac42dc34-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png表2 输出100%负载下的输入特性ac4dc658-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png
表3 效率测试(PCB END)ac5af80a-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png
表4 效率测试(输出26AWG 1.5M)ac68f518-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png
4.2、输出特性:

4.2.1 线性调整率和负载调整率(输出26AWG 1.5M):
ac7768be-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.jpg4.2.2 输出电压纹波:
注:纹波及噪音在线端测试,同时PCB端并联0.1uF/50V的瓷片电容和10uF/50V电解电容,带宽限制为20MHz。
ac857f1c-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngac95ee92-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngR&N @ AC90V/60Hz,No Load
aca9d72c-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngR&N @ AC90V/60Hz,100% Load
accfd86e-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngR&N @ AC264V/50Hz,No Load
ace8f83a-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngR&N @ AC264V/50Hz,100% Load
4.2.3 输出恒流特性:
ad70957e-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png
4.3、保护功能:

注:以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4.3.1 过流保护:
ad8e3f48-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png
4.3.2 短路保护:
adb883de-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png4.3.3 AC 欠压 BO 保护:
淡蓝色VDD波形,红色FB波形,蓝色VO波形:
addb88a2-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC 输入67V 进入BO 保护
adfb624e-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC 输入81V 恢复输出
4.4、动态测试:

注:输出动态负载电流设置为1A持续5/10ms,然后为0A持续5/10ms并持续循环,上升/下降设置为3A/us。
ae19f5e2-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngae27adc2-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC90V @ 5ms
ae45da36-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC90V @ 10ms
ae5edb3a-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC264V @ 5ms
ae70630a-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC264V @ 10ms
4.5、系统延时时间测试:

注:AC端(蓝色)、VO输出端(红色)波形图。
af09d01c-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngaf1474ae-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngTON_DELAY@ AC100V,100% Load
af2b2438-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngTON_DELAY@ AC240V,100% Load
af3cdebc-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngTHOLD_UP@ AC100V,100% Load
af5034bc-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngTHOLD_UP@ AC240V,100% Load
af61e946-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngVOVER_SHOOT@ AC100V,No Load
af72572c-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngVOVER_SHOOT@ AC240V,No Load
4.6、其它重要波形测试:

注:DRAIN(绿色)端、CS(红色)端波形图。
aff5ff1e-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC90/60Hz,100% Load
b01e6b02-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC115/60Hz,100% load
b03085f8-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC230/50Hz,100% Load
b0501292-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC264/50Hz,100% load
b07202e4-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC264/50Hz,Output Short
b14789be-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC264/50Hz 输出肖特基电压
4.7、系统温升测试

本项测试评估成品样机(含配套塑料外壳)在40℃环境温度下长时间工作时关键器件的稳态温度值。测试条件:输入电压分别为100V~264V,输出电流1A。
b156aab6-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png测试样机及配套外壳
温升测试:(℃)b1706d66-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.png

5、EMI评估测试

测试条件:输入:AC230V/50Hz;输出负载:12Ω/50W;限值标准参考:EN55013、EN55022B。
b17e7a0a-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC115V/60Hz 传导 L 相
b19c08b8-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC115V/60Hz 传导 N 相
b1b08afe-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC230V/50Hz 传导 L 相
b1c25040-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC230V/50Hz 传导 N 相
b1d4aec0-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC115V/60Hz 辐射测试
b1ec42a6-e584-11ee-9118-92fbcf53809c.pngAC230V/50Hz 辐射测试

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