本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-8-5 15:00 编辑

在上一篇文章,我们给大家介绍了基于思睿达主推的CR3215A 输出 12V0.4A 参考设计。本文,我们将介绍基于思睿达主推的CR1252+CR3012 单电压实现12V20A输出的电源适配器解决方案。它具有具有良好的动态负载能力,良好的恒压输出效果,同时具有“BO、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP、SCP”等多种保护功能。话不多说,一起来看看吧!
1、样机介绍

该测试报告是基于一个适用于AC176V~AC264V 输入电压范围、输出功率240W恒压输出的开关电源样机,控制IC 采用了本公司的CR1252 和CR3012。

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CR1252+CR3012_12V20A 工程样机示意图‍
CR1252芯片

CR1252是一款高性能电流模控制芯片,其工作在正激工作模式,外置内部工作频率可调引脚,通过选择电阻调整芯片工作频率,芯片内置独特的过载保护机制,内置线电压低压保护功能,使系统工作更安全,可用于PC 电源,游戏机电源等领域。芯片采用SOP-8L 封装。

特性

● 可应用于正激或反激的电流模式PWM 控制芯片;
● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
● 可设定开关频率,最高可达500kHz,具有频率抖动功能,具有良好的EMI特性;
● 具有“BO、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP、SCP 等保护功能;
● 电路结构简单、较少的外围元器件,适用于中等功率PC 电源、游戏机适配器。

应用

● PC电源
● 游戏机适配器
● 正激转换器

管脚排列图

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引脚说明
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典型应用电路
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CR3012 芯片特性:

● 外置MOS SOP-8 封装同步整流芯片,可工作于CCM、DCM 和QR 模式;
● 最高工作频率400KHz,精简外围电路;
● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。

样机PCBA尺寸:211*107*30mm( L*W*H),是一款单电压实现12V20A输出的电源适配器。样机具有良好的动态负载能力,良好的恒压输出效果,同时具有“BO、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP、SCP”等多种保护功能。

样机的变压器,采用了POT4020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:
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2.2、输出特性(PCB 端):
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2.3、整机参数:
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2.4、保护功能测试:
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2.5、工作环境:
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2.6、测试仪器:
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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:
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3.1.2、元器件清单:
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3.1.3、PCB 布局&布线:

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PCB 顶层布局&布线

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PCB 底层布局&布线

3.2、变压器绕制工艺:

3.2.1 电路示意图:
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3.2.2 规格参数:

1)骨架:POT4020 立式(6+6PIN),Ae=205mm²;
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
3)N2、N3: 2UEW 漆包线;N1、N4、N5: 三层绝缘线;
4)绝缘胶带:3M900 或同等材质;
5)初级绕组感量Lp:7mH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);
6)耐压测试= 3KV 5mA 1Min;
7)成品要求:浸凡立水;

3.2.3、变压器参数:
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3.2.4、变压器结构图:
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3.2.5、驱动变压器EE13 参数:
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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:

本模板在不同的输入电压(从176V/50Hz 到264V/50Hz)下测试,得到待机功耗、效率及平均效率。

表1 待机功耗
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表2 输出100%负载下的输入特性
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表3 效率测试(PCB 端)
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4.2、输出特性:

4.2.1 线性调整率和负载调整率: (PCB END)
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4.2.2、输出电压纹波:
注:纹波及噪声在PCB 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。

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R&N @ AC176V/50Hz,No Load

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R&N @ AC176V/50Hz,100% Load

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R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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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:
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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。
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4.4、整机热量图

测试条件:输入AC220V/50Hz,输出电流20A。

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4.5、动态测试:

输出动态负载电流设置为20A 持续5ms/10ms,然后为0A 持续5ms/10ms 并持续循环,上升/下降设置为5A/us。

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AC176V 5ms

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AC176V 10ms

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AC264V 5ms

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AC264V 10ms

4.6、系统延时时间测试:

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TON_DELAY  @ AC176V,100% Load

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TON_DELAY  @ AC264V,100% Load

f5a13202208041407409403.png
THOLD_UP @ AC1760V,100% Load

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THOLD_UP @ AC264V,100% Load

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VOVER_SHOOT @ AC176V,100% Load

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VOVER_SHOOT @ AC264V,100% Load

4.7、其它重要波形测试:

下管DRAIN(红色)端、CS(蓝色)端波形图:

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    AC176V/50Hz,100% load

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AC220V/50Hz,100% load

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AC264V/50Hz,100% Load

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下管VDS/次级绕组

驱动波形(AC264V/50Hz)

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    驱动变压器初级和次级

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Q101 和Q104(深蓝色为Q104)

其他波形(AC264V/50Hz)

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续流管Q104_VDS

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整流管Q101_VDS