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

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：

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

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

（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 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:

3.3元器件清单：

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):

表2、 输出带20AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性

表3、输出外接20AWG 1.5米线测试的效率特性:

表4、输出板端测试的效率特性:

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:

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

纹波噪声波形图：

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。

 

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 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。

 

T_{ON_DELAY}  @ AC100V，100% Load 

T_{ON_DELAY}  @ AC240V 100%  Load 

T_{ON_DELAY} @ AC100V ，100% Load 

T_{ON_DELAY}  @ AC240V 100% Load

V_{OVER_SHORT} @ AC100V No Load

V_{OVER_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% Load

AC115/60Hz，100% load

 

AC230/50Hz，100% load

 

AC264/50Hz，100% load

AC90/60Hz，100%load输出TT3017L Vds

 

AC264/50Hz，100%load输出TT3017L Vds

s

6、温度测试测试条件：40 ℃环境下满载测试。

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N线测试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

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：[e-mail]，欢迎来电咨询，申请样品。感谢！