本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 15:35 编辑 0 ~+ m3 u |) n) \* W z
R) @) G, g9 x如果你正为充电器产品、适配器产品寻找一款高性价比的国产电源IC,我们的高性能原边检测控的PWM开关——CR6245系列正是你的寻找对象。让我们通过本文的解决方案来了解下吧!9 z, N6 j4 Q9 p4 \1 T) t
9 c( I2 M6 Y1 \1 G: `5 a7 x01、样机介绍0 k; r; v; T7 V+ h8 X- o
5 p- v& G' Q8 U2 k7 j; i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5W,恒压输出的充电器样机,控制IC采用了本公司主推的CR6245。
. s' l, s/ I, H4 R, K6 W5 v% ]) a/ ~& ^; O# L* t
CR6245_5V1.0A工程样机示意图
2 H4 l. u8 k7 w1 C$ e0 v7 A; DCR6245
2 m X, o. E$ G( E) U" E! D! U9 B. J: A3 G# x
CR6245 是一款高性能原边检测控制 的 PWM 开关,待机功耗小于 75mW。CR6245 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。QR 控制模式提升效率,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 (90V~264V)内输出恒定的功率。 ! B2 N8 M0 g7 M5 N" m* p0 h4 T7 u
) N9 A" Z$ H- E/ O2 [CR6245 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, 输出整流二极管短路保护电路,输出过压 保护电路。而且内置所有 PIN 脚悬空保护 功能,使得芯片具有更高的可靠性。/ r" G2 m7 j, Q4 {$ y, m
6 v0 _" q# S4 A6 N: ?
主要特点 ?$ w% z* ~+ z s9 a0 S
! B, S" |$ t2 D' z% S" F3 F% u
● 待机功耗低于75mW
# I( a0 P! Q$ ]- v. F6 Y! u8 O7 `9 x● 原边检测拓扑结构,无需光耦和TL431
6 k( S) d; v3 E' f% j# w4 A& ~● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出, s; \* j5 c! c* k' S8 d
● 可编程CC/CV模式控制
6 f4 S4 l9 L) Y! ]; t2 o● 采用多模式控制的效率均衡技术
: `& {" }) J# ?$ `3 n7 O9 |' B● 高能效QR控制模式# C' l( b; P7 J: |/ n/ J
● 内置输出线电压补偿功能
8 {% w0 v' F/ B● 内置初级电感量偏差补偿功能 ( M3 n. M/ ^9 H! c; x
● 内置全电压功率自适应补偿功能( T, v* o& d$ H, A, J$ J' J
● 动态负载响应功能: g% J- }' S$ u3 R% J: u: g
● 内置过温度保护功能0 g" @+ M! f! Y$ t7 E
● 内置输出短路保护功能2 V3 Q6 o! k: E$ o
● 内置前沿消隐 9 m8 }+ V" `: g& Q6 E. D* u7 s2 d) i
● 启动电流和工作电流低
! O2 E& N( s: J' ?8 Q/ n9 U& r* ]5 y● VDD端过压保护和钳位保护 ' J- W, U( g+ \) p# B: H# ^
● 逐周期过流保护
3 L3 @- _% c! B6 z7 y/ I) V& ]● 内置输出整流二极管短路保护
$ ^/ w# U0 k3 }/ |● 内置输出过压保护功能
6 q% W0 i, b* _5 k* b1 j● 内置所有PIN脚悬空保护功能
% w3 }- w8 R2 N8 k# J# d● DIP-8L、SOP-7L绿色封装, ^! r+ e& ?5 a6 N; {2 F
. K, o3 d/ h5 z- j3 q# P2 f
基本应用
' H7 y% i( J7 n; N1 U: e9 B' G/ Y$ e3 O: V. d% L
● 小功率电源适配器
) n* n% a" i. ]● 蜂窝电话充电器
8 c, ~$ r! g4 S( x4 s0 S2 Y; E* z" `● 数码电源充电器) B0 U' \2 ~- s$ \# }
● 电脑和服务器辅助电源
/ L* c8 j# s7 G1 p; ^9 r$ |9 Z● 替代线性调整器和RCC0 |3 n# F6 O2 o6 e1 j9 H( f
% M1 M* h/ d6 a+ r
引脚分布
: i& i8 [, e) G1 R; q! m0 q+ t9 U3 b N8 Q6 n7 o0 J
) c. h6 O1 M/ x2 e! G5 @. k引脚描述0 L& \/ T k8 O- k; f; u
0 q6 ^, ?/ s5 Z0 k' e$ M0 _
) Y% ?9 g3 q8 z典型应用
) j4 ?! `) z+ i' A1 \! Y8 U/ Q; R$ H+ U3 h8 f
该样机是一款基于CR6245设计的,全电压实现5V2.4A输出的充电器。AC90V满足启动时间的条件下,实现AC264V样机待机功耗<75mW;典型输入电压时平均效率>74%;能够满足最严格的能效标准“COC_T2”;全电压可实现±2%的CC/CV输出精度。8 F0 Z6 q, J6 G' P: O! u( j; h
# s. e; x+ d/ C9 D. [& Y4 B- C
样机尺寸:33*28.5mm;样机具有良好的动态负载能力,良好的恒流输出效果;同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、FB开路保护、OTP自动恢复”等多种保护功能。
& f, h* H9 u: f4 j; G7 ]/ U ^: a( \4 Q% h0 U9 @
样机的变压器,采用了EE13磁芯(PC40材质),变压器绕制工艺部分,请见后文详细说明。
$ }# G& L% M7 |- W7 p" |
% c) K0 m1 U; }; h02、样机特性
/ f' {5 X- T7 M% c( D0 s/ T3 l9 o; t; V, ?
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。
) V' ]0 p. U& a# T5 {8 N+ f5 O8 p) }! q [
2.1、输入特性:
6 P5 P, U3 G% a1 v2 j# j; a9 z. X" V
5 |! `% J& Z% s& j8 G
2.2、输出特性(PCB END):: V3 q& Q! ]$ D; n2 f, v
9 {& ~- {: D& O# U2.3、整机参数:
$ R0 S- X# T& Y: M* t/ `7 c, `: `" E+ k7 u
2.4、保护功能测试:
1 }* S* b0 f0 }1 q7 N0 X* {; I) B; y6 W+ H6 V, x
2.5、工作环境:4 C& S. N) K( G9 n" `2 m
S+ X V2 f' s5 Z: o
2.6、测试仪器:! P4 P8 A2 o( o7 E, [
0 a0 U/ P" W& {5 x* g8 G w- t
03、样机结构信息$ Y3 k7 V8 P$ P7 }0 q/ s8 k8 r0 C u
2 A$ }: \- C2 u2 J4 }+ N9 J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。" u* D( l, _. |: h/ N" ?
5 Y0 G/ V* N$ [- v/ C2 U1 M
3.1、电路原理图及 BOM:
& Q# x( R2 m0 [8 ?% B+ B. ~& e) M: Q$ @' ^. ?
3.1.1、原理图:! c" R" h$ o- s( D
* w( Y, y6 `2 F( l$ Z4 {
3.1.2、元器件清单:; r; P& ^; a4 I' n
% h( |( ^; q. b. q8 X
" i; f6 C; q6 s ]8 `3 g! `
3.1.3、PCB 布线:
& q4 ]) T0 z& _5 j9 x/ E, _1 R' [! a6 A3 L
0 B8 l2 X! X/ U' R& d: P3 ^
. _; { D @6 A; D' A" n
- N8 i Q' D$ [ r1 @% p3.2、变压器绕制工艺:
2 o2 I+ e5 }; O) `$ A; _( ^! F u( H) ^/ @% g5 g; H; H& E
3.2.1、电路示意图:
2 p' {) b3 ?9 U: Z; ]) C1 c5 U6 ^! T$ j; h3 n2 T' M, n# _
3.2.2 规格参数:
! c8 d. i( W$ W+ N @$ e
6 s+ f3 \* I* r& P. s1)骨架:EE13 立式(5+5PIN),Ae=17.1mm²;; y% w' H- Z- K
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
) I. L; b: n% a3)N1、N2、N3:2UEW 漆包线;
# L" S, D& X$ b; D! E1 Y7 u: I4)N4:三层绝缘线;; y0 Q, S' b6 z# ]
5)绝缘胶带:3M800 或同等材质;
6 P& {5 ?' A) y; K6)初级绕组感量Lp:1800uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);
C" O& a( _! ~8 u5 s, G7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件:0.,3 V,10kHz))
. C5 F& k8 d0 Q8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min
& S5 l5 \5 _) z% H! u% D& e9)成品要求:浸凡立水
7 N2 S1 L* K1 s6 ?5 P5 Y J" ^# ]
3.2.3、变压器参数:( C/ k/ j7 Q* D; M8 A+ C
2 v( U1 n- B" D6 g0 L; D3.2.4、变压器结构图:
1 x! l0 M3 \) Q7 e8 Z/ g# [4 {6 {, @/ ~( Y4 Z3 G
8 e7 E' ^! J0 X7 U( R' y8 d
04、性能测评8 e9 `1 X, b6 P, I5 v% E
3 w7 A% t; o9 S3 C6 L+ v- i1 U8 F
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。* L8 |5 L; s$ V
% Y5 ]; n+ Z9 N6 G
4.1、输入特性:8 S) z* D4 C9 R% z" Z
- }' r) `% p5 L% I# |. s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。3 e% \& s/ a+ [$ r* D) p) n. X! S0 X
: B) s4 b/ c6 T+ I, N
表1待机功耗(输出含有假负载2KΩ), k9 ^' s' _4 W' n
2 a% q& Q$ n) p
表2 输出100%负载下的输入特性
+ V" _; \" A# z' \4 [' b& G* j' d. @$ t8 z1 g
" T, k l' M$ h9 Z) o% V7 P5 A
表3效率测试(PCB END) O" g4 ~; t' R& a# D+ c" t
( q4 S5 i, O( \: x: g# d) T/ O, U4.2、输出特性:- I1 { O* Z% ?- ?4 i' V% z: e8 b! G; f
4 C5 p9 _- `6 [; P$ w" I2 I4.2.1、线性调整率和负载调整率:& Q2 g. |! h; [6 @0 c
' J; P( _* \1 [. n4.2.2、输出恒流特性:
# G1 c7 q# X& e* N
! _6 L) x! X1 J* Z. A4.2.3、输出电压纹波: m" {, A* x% Q' s2 A5 A
# X5 v8 e! C6 q0 U1 Q4 V9 \. _
注:纹波及噪音在 PCB 端测试,同时 PCB 端并联 0.1uF/50V 的瓷片电容和 10uF/50V 电解电容,带宽限制为 20MHz。5 V$ f! I% }. E2 j( @! D2 _) {
1 R' i1 M6 M/ M* e; L+ M8 K# I
, T; \: N2 h) k0 d7 a- J2 U! r% @0 I, q
R&N @ AC90V/60Hz,NO LOAD
/ E5 L9 i1 o8 O! z
R&N @ AC90V/60Hz,100% LOAD
/ [+ v; [; t0 k9 T8 x' U$ \
R&N @ AC264V/50Hz,NO LOAD
+ E5 ?- l* C, h8 b$ ?
R&N @ AC264V/50Hz,100% LOAD
7 m' X7 U: P0 k4 w9 s$ u4.3、保护功能:
% x. r1 z" y* l, Z) w2 j( u8 Q1 A# U. B
注:以下涉及过流保护、短路保护的测试。
2 R0 }4 x. `/ { T2 B2 Z9 @/ k* x' k. S" G6 a1 C
4.3.1、过流保护:
7 H: e) z3 x& `+ D! K" ^ b, d: L
4.3.2、短路保护:
; b3 O8 g1 r. N) Q- o+ Z
' A2 v; H# p* ^( K# K a6 s+ z4.4、系统延时时间测试:$ C' u* ~' M1 Q3 }
+ ]2 v" T6 O1 D& d注:AC 端(绿色)、VO输出端(蓝色)波形图。
2 {1 ?' k" z1 u7 A" j
|7 A, d% @% n+ ~3 F
! d$ N( a+ B, @; U9 ]
TON_DELAY @ AC90V,100% Load ; |* R1 l7 Z4 M |: u
TON_DELAY @ AC264V,100% Load
2 I" h* u, }5 q+ x o _$ {) j- U
THOLD_UP @ AC90V,100% Load
, Y4 z+ u$ o0 Z- I/ j6 D0 Z
THOLD_UP @ AC264V,100% Load ; t/ q& `) \3 U' K% }. n
VOVER_SHORT @ AC90V,No Load
, p) w( @) S$ N
VOVER_SHORT @ AC264V,No Load ) a* r6 O+ \, {% T4 h8 w+ T
4.5、其它重要波形测试: ! U( r$ s0 m& c( w- A! n4 }
; x% u9 f5 y" |& ~; r注:DRAIN(绿色)端、CS(蓝色)端波形图:
1 A1 ]* c; _6 K7 T% ~* k0 |7 q2 w7 y: s5 w; m2 D Q0 c% ^
AC90/60Hz,100% Load 6 U7 m& ?: B# L+ j
AC115/60Hz,100% load
' F1 t; B' D) o) {6 e) ~+ X) t3 I) b
AC230/50Hz,100% Load
5 b' n* h# [; f/ Z, H" {
AC264/50Hz,100% load
L: t# J8 ]4 p6 ~* Y8 S, e" a; z
AC264/50Hz,Output Short
0 G. c4 F7 \2 w05、EMI 评估测试
3 G" ?4 `' d5 T9 v$ _) U ]
$ s5 V u) [2 R9 P) g7 x测试条件:, A6 ^; ^+ F d0 h
输入:AC230V/50Hz;8 K0 V' }0 T+ K! D9 o( a
输出负载:5.0Ω/50W;
8 d5 d1 x" w2 s& n. t0 x限值标准参考:EN55013、 EN55022B。8 G6 Y: t1 y7 e. ]1 o
AC230V/50Hz 传导 L 相
8 Q) }6 \; c6 w1 E6 o
AC230V/50Hz 传导 N 相
0 r' \% _( K, Y9 H1 |
AC230V/50Hz 辐射测试 |