在上一篇文章,我們給大家介紹了基于思睿達(dá)主推的CR3215A 輸出 12V0.4A 參考設(shè)計(jì)。本文,我們將介紹基于思睿達(dá)主推的CR1252+CR3012單電壓實(shí)現(xiàn)12V20A輸出的電源適配器解決方案。它具有具有良好的動(dòng)態(tài)負(fù)載能力,良好的恒壓輸出效果,同時(shí)具有“BO、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP、SCP”等多種保護(hù)功能。話不多說,一起來看看吧!
1、樣機(jī)介紹
該測試報(bào)告是基于一個(gè)適用于AC176V~AC264V 輸入電壓范圍、輸出功率240W恒壓輸出的開關(guān)電源樣機(jī),控制IC 采用了本公司的CR1252 和CR3012。
CR1252+CR3012_12V20A 工程樣機(jī)示意圖?
CR1252芯片
CR1252是一款高性能電流??刂菩酒涔ぷ髟谡すぷ髂J?,外置內(nèi)部工作頻率可調(diào)引腳,通過選擇電阻調(diào)整芯片工作頻率,芯片內(nèi)置獨(dú)特的過載保護(hù)機(jī)制,內(nèi)置線電壓低壓保護(hù)功能,使系統(tǒng)工作更安全,可用于PC 電源,游戲機(jī)電源等領(lǐng)域。芯片采用SOP-8L 封裝。
特性
● 可應(yīng)用于正激或反激的電流模式PWM 控制芯片;
● 內(nèi)置軟啟動(dòng),減小MOSFET 的應(yīng)力,內(nèi)置斜坡補(bǔ)償電路;
● 可設(shè)定開關(guān)頻率,最高可達(dá)500kHz,具有頻率抖動(dòng)功能,具有良好的EMI特性;
● 具有“BO、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP、SCP 等保護(hù)功能;
● 電路結(jié)構(gòu)簡單、較少的外圍元器件,適用于中等功率PC 電源、游戲機(jī)適配器。
應(yīng)用
●PC電源
●游戲機(jī)適配器
●正激轉(zhuǎn)換器
管腳排列圖
引腳說明
典型應(yīng)用電路
CR3012 芯片特性:
● 外置MOS SOP-8 封裝同步整流芯片,可工作于CCM、DCM 和QR 模式;
● 最高工作頻率400KHz,精簡外圍電路;
● 較低的工作電流和較高的系統(tǒng)效率滿足能效要求。
樣機(jī)PCBA尺寸:211*107*30mm( L*W*H),是一款單電壓實(shí)現(xiàn)12V20A輸出的電源適配器。樣機(jī)具有良好的動(dòng)態(tài)負(fù)載能力,良好的恒壓輸出效果,同時(shí)具有“BO、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP、SCP”等多種保護(hù)功能。
樣機(jī)的變壓器,采用了POT4020磁芯(PC40材質(zhì))。變壓器繞制工藝部分,請見后文詳細(xì)說明。
2、樣機(jī)特性
以下表格為工程樣機(jī)的主要特性,具體測試方法在第4 章節(jié)中有詳細(xì)說明。
2.1、輸入特性:
2.2、輸出特性(PCB 端):
2.3、整機(jī)參數(shù):
2.4、保護(hù)功能測試:
2.5、工作環(huán)境:
2.6、測試儀器:
3、樣機(jī)結(jié)構(gòu)信息
本小節(jié)展示了工程樣機(jī)的電路、版圖結(jié)構(gòu),變壓器結(jié)構(gòu)及工藝。
3.1、電路原理圖及BOM:
3.1.1 原理圖:
3.1.2、元器件清單:
3.1.3、PCB 布局&布線:
PCB 頂層布局&布線
PCB 底層布局&布線
3.2、變壓器繞制工藝:
3.2.1 電路示意圖:
3.2.2 規(guī)格參數(shù):
1)骨架:POT4020 立式(6+6PIN),Ae=205mm2;
2)材質(zhì):TDK PC40 或同等材質(zhì);
3)N2、N3: 2UEW 漆包線;N1、N4、N5: 三層絕緣線;
4)絕緣膠帶:3M900 或同等材質(zhì);
5)初級繞組感量Lp:7mH±5%(測試條件:0.3V,10kHz);
6)耐壓測試= 3KV 5mA 1Min;
7)成品要求:浸凡立水;3.2.3、變壓器參數(shù):
3.2.4、變壓器結(jié)構(gòu)圖:
3.2.5、驅(qū)動(dòng)變壓器EE13 參數(shù):
4、性能測評
本小節(jié)對工程樣機(jī)的輸入部分、輸出部分、各種保護(hù)以及一些時(shí)序進(jìn)行了測試,以下詳解了測試方法及結(jié)果。從測試結(jié)果來看,以下各項(xiàng)測試均合格,能夠滿足大部分客戶的要求。
4.1、輸入特性:
本模板在不同的輸入電壓(從176V/50Hz 到264V/50Hz)下測試,得到待機(jī)功耗、效率及平均效率。
表1 待機(jī)功耗
表2 輸出100%負(fù)載下的輸入特性
表3 效率測試(PCB 端)
4.2、輸出特性:
4.2.1 線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率: (PCB END)
4.2.2、輸出電壓紋波:
注:紋波及噪聲在PCB 處測試,測試端并聯(lián)0.1uF/50V 的瓷片電容和10uF/50V 電解電容,帶寬限制為20MHz。
R&N @ AC176V/50Hz,No Load
R&N @ AC176V/50Hz,100% Load
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load
4.3、保護(hù)功能:
以下涉及過流保護(hù)、短路保護(hù)的測試。
4.3.1、過流保護(hù):
4.3.2、短路保護(hù):
功率計(jì)電流量程2.5A,開啟平均值模式測量。
4.4、整機(jī)熱量圖
測試條件:輸入AC220V/50Hz,輸出電流20A。
4.5、動(dòng)態(tài)測試:
輸出動(dòng)態(tài)負(fù)載電流設(shè)置為20A 持續(xù)5ms/10ms,然后為0A 持續(xù)5ms/10ms 并持續(xù)循環(huán),上升/下降設(shè)置為5A/us。
AC176V 5ms
AC176V 10ms
AC264V 5ms
AC264V 10ms
4.6、系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間測試:
TON_DELAY@ AC176V,100% Load
TON_DELAY@ AC264V,100% Load
THOLD_UP@ AC1760V,100% Load
THOLD_UP@ AC264V,100% Load
VOVER_SHOOT@ AC176V,100% Load
VOVER_SHOOT@ AC264V,100% Load
4.7、其它重要波形測試:
下管DRAIN(紅色)端、CS(藍(lán)色)端波形圖:
AC176V/50Hz,100% load
AC220V/50Hz,100% load
AC264V/50Hz,100% Load
下管VDS/次級繞組
驅(qū)動(dòng)波形(AC264V/50Hz)
驅(qū)動(dòng)變壓器初級和次級
Q101 和Q104(深藍(lán)色為Q104)
其他波形(AC264V/50Hz)
續(xù)流管Q104_VDS
整流管Q101_VDS
關(guān)于思睿達(dá)微電子
思睿達(dá)是專注于ADC、DAC、PoE和DC / DC 芯片級解決方案的高科技企業(yè),目前同步推廣啟臣微全系列產(chǎn)品,希望將啟臣15年在電源行業(yè)這份積淀,這份堅(jiān)持發(fā)揚(yáng)光大。思睿達(dá)同時(shí)也可以提供芯片級定制服務(wù)。
多種方案,歡迎隨時(shí)交流溝通。思睿達(dá)聯(lián)系人:何工 18923426660,E-mail:manjie@threeda.com,歡迎來電咨詢,申請樣品。感謝!
審核編輯 黃昊宇
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