助力国产替代！不可不知的思睿达12W电源适配器方案详解

在上一篇文章中，我们介绍了思睿达的5W充电器方案，控制IC采用了思睿达主推的CR6245。接下来，我们将介绍思睿达另一个国产芯方案——12W电源适配器解决方案，该方案样机PCBA尺寸：67*35*19mm，是一款全电压实现12V1A输出的电源适配器，它又有什么特性呢？让我们接着往下看。

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12W，恒压恒流输出的电源适配器样机，控制IC采用了思睿达主推的CR6267SG。

 

CR6267SG_12V1A 工程样机示意图

CR6267SG芯片

CR6267SG是一款高性能原边检测控制的PWM 开关，待机功耗小于75mW。CR6267SG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（90Vac~264Vac）内输出恒定的功率。

CR6267SG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），CS 引脚悬空保护，输出短路保护，内置前沿消隐电路，使得芯片具有更高的可靠性。

主要特点

● CR6267SG 内置650V 高压功率MOSFET，反激式原边检测PWM 功率开关；

● SOP8 封装，一侧引脚（5-8）全为内置MOS 漏极，方便散热设计；

● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；

● 低功耗以及良好的负载动态特性；

● 具有良好的EMI 特性；

● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等多种保护功能；

● 原边反馈，无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC 基准精度±1%；

● 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

● 蜂窝电话充电器

● 数码相机充电器

● 电脑和服务器辅助电源

● 替代线性调整器和RCC

引脚分布

引脚描述

典型应用

样机PCBA尺寸：67*35*19mm，是一款全电压实现12V1A输出的电源适配器。AC90V满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗仅为74mW；同时效率能够满足最严格的“COC_V5_T2” 能效标准；全电压可实现±5%的CC/CV输出精度。

整机（含套件外壳）可满足40℃环境温度满载温升测试要求。样机具良好的恒流输出效果；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。

样机的变压器，采用了EE16W加宽磁芯（PC40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(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：

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

 

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：EE16W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²,槽宽8.5mm；

2）材质：TDK PC40 或同等材质；

3）N1、N2、N3: 2UEW 漆包线；N4: 三层绝缘线；

4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地

5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；

6）初级绕组感量Lp：1250uH±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 1Min；

9）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：

04、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3 效率测试（1.5m 24AWG Cable）

表4 效率测试（PCB END）

表5 能效等级评估（1.5m 24AWG Cable）

4.2 输出特性：

4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5m 24AWG Cable）

4.2.2 输出恒流特性：

4.2.3 输出电压纹波：

注：纹波及噪声在1.5m 24AWG 处测试，测试端并联0.1uF/50V 的瓷片电容和10uF/50V 电解电容，带宽限制为20MHz。

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

 

R&N @ AC90V/60Hz,100% Load

 

R&N @ AC264V/60Hz,No Load 

 

R&N @ AC264V/60Hz,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 过流保护及恒流特性

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90V~264V，输出电流1A。

测试样机及配套外壳

 

温升测试：

4.5 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_SHORT @ AC100V，100% Load 

VOVER_SHORT @ AC240V，100% Load

4.6 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。

AC90V @ 5ms 

 

AC90V @ 10ms

 

AC264V @ 5ms 

 

AC264V @ 10ms

 

4.7 其它重要波形测试：

DRAIN（深蓝色）端、CS（浅蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% load 

 

AC115/60Hz，100% load

 

AC230/50Hz，100% Load

 

AC264/50Hz，100% load

 

AC264/50Hz，100% load 输出肖特基电压

 

AC264/50Hz，输出短路,IC 漏极电压

05、EMI 评估测试

测试条件：

输入：AC115V/230V/50Hz；

输出负载：功率电阻；

限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）

AC115V/50Hz 传导L 相

 

AC115V/50Hz 传导N 相

 

AC230V/50Hz 传导L 相

 

AC230V/50Hz 传导N 相

 

AC115V/50Hz 辐射测试

 

AC230V/50Hz 辐射测试

关于思睿达微电子

思睿达是专注于ADC、DAC、PoE和DC/DC芯片级解决方案的高科技企业，目前同步推广启臣微全系列产品，希望将启臣15年在电源行业这份积淀，这份坚持发扬光大。思睿达同时也可以提供芯片级定制服务。