選擇這兩顆芯片才有“硬核”240W電源適配器方案

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(cè)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是一款高性能電流模控制芯片，其工作在正激工作模式，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(jiǎn)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(jiǎn)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(qǐng)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(cè)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(cè)試：

2.5、工作環(huán)境：

2.6、測(cè)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(jí)繞組感量Lp：7mH±5%（測(cè)試條件：0.3V，10kHz）；

6）耐壓測(cè)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(cè)評(píng)

本小節(jié)對(duì)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(cè)試，以下詳解了測(cè)試方法及結(jié)果。從測(cè)試結(jié)果來看，以下各項(xiàng)測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)試，測(cè)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(cè)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(cè)量。

4.4、整機(jī)熱量圖

測(cè)試條件：輸入AC220V/50Hz，輸出電流20A。

4.5、動(dòng)態(tài)測(cè)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(cè)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(cè)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(jí)繞組

驅(qū)動(dòng)波形（AC264V/50Hz）

驅(qū)動(dòng)變壓器初級(jí)和次級(jí)

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(jí)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(jí)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(qǐng)樣品。感謝！

審核編輯 黃昊宇