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电路结构简单,满足最严格能效标准!这款芯片“靠谱儿”

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发表于 2022-5-13 09:22:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 09:39 编辑 2 g9 t% o) V' U* ]' P0 U  b, u$ r

) ?0 O- d0 t( F( R% V4 J上一篇文章中,我们向大家介绍了基于本公司主推CR5269SSG_12V1A电源适配器样机方案。本文,我们将给大家带来5V1.0A的充电器样机方案,它的控制IC是采用本公司主推的CR6345,究竟有什么过人之处?一起来看看吧!
. r4 X5 S" o) {2 E) u% s& n! N/ G0 @5 E) ]- P  i1 P
01、样机介绍
# L5 K; ~  l9 s0 w4 q8 U( U8 O+ Z" T; O. V! i7 M
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CR6345。$ I' Z4 S7 C6 V- V8 m# M- k

# I2 K( p# }; O
/ m& y9 ~6 I% o$ J' t& }
CR6345_5V1.0A工程样机示意图

" _/ }7 Q* p5 L" w关于CR6345" ?& E& ^* N1 s9 \6 j6 ?
% C9 r( C. n3 d6 g
CR6345是一款高性能原边检测控制的PWM开关,待机功耗小于75mW。CR6345 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(90V~264V)内输出恒定的功率。" i# W! W: r" [4 U$ D8 F1 W4 `
9 [) s7 V* D+ e8 ~: {
CR6345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),输出过压保护,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。
( J7 b2 O" u; `' N8 Q% k. f, L* p. a$ [) K- X" J
CR6345芯片特性:
8 P/ p$ N$ a+ R8 M* T* ~/ v8 F
● CR6345内置600V高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM功率开关;
. l& U$ H7 [) Y* I) c% ]● 内置软启动,减小MOSFET的应力,内置斜坡补偿电路;
# y# G' m1 ~$ B5 L● 较低的IC功耗;$ G# c* o7 N. d- Z% U5 ?1 K5 x0 X# z
● 具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI特性;3 l( M' B: e: J! a
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP自动恢复、OVP锁存”等多种保护功能;
$ O3 V4 L% e7 D1 F6 k● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC基准精度±1%;
# l& ~( T+ g, _● 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。
& i' S2 K9 b  y$ `+ k9 ~' }8 s& K
/ K# S8 U. s# ~* i基本应用" A* \: {! T8 p' }/ b8 q& |, M1 [
7 f  ?0 G! E8 E- u
● 小功率电源适配器) Z: b& M! e# D. @5 Z
● 蜂窝电话充电器
0 S. T) ]0 k& M$ w/ d$ E● 数码相机充电器
7 v7 s0 S' F2 [% t" \● 电脑和服务器辅助电源
4 C, A* \3 `- _/ `# z2 C/ t  `● 替代线性调整器和RCC( y* q6 [5 V7 @, E6 N8 p: l

6 `6 z* F6 `2 G+ r: _% _5 ^引脚分布
1 g; C) l0 l# k

; w0 g( J2 H  T0 C+ ^# O% A8 S+ W. P
3 V/ X. _' B& `; u
引脚描述0 Y1 y0 S! M% a; P& P0 k

. f- [8 Z# v* e, I. O7 W6 F! M1 z
3 z5 s9 T, ~% z$ R1 ]/ X
典型应用
' v: N& A* v& J3 R: v4 s. M! G% Z

: Q3 q. T) T2 f$ y4 r8 h! }- w该样机是一款基于CR6345设计的,全电压实现5V1.0A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。+ H/ d5 Y5 [, ?5 w7 I: s; E1 ~

" u, n6 E5 G  S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。. g7 b- H5 N& }- T1 z! K+ F* F
* U  C% \; B* u+ S. D) v& W0 d# B7 ~
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。  f* ^- A$ P5 y! P: T8 ?

! q+ P9 \1 B4 E. u6 r2 b02、样机特性3 X% R( I( Z/ H( h0 a

3 t8 |! U1 K) m  n6 H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。
' x: M0 T- Z5 o
- A' n$ X+ @1 E  ?# s1 Q6 {2.1、输入特性:" _/ N& P# W. C; Q' {1 E  b& {
% o" V. i( z. p" |

7 T8 G$ @" H% o$ \( [# ]0 g. o; w2.2、输出特性(PCB END):
+ f/ E# I6 a" q: d5 Z3 k
5 D+ m7 c. ~) A9 g
2 B( y8 m- W5 G( I7 B3 S
5 A0 j* o0 i# q; @' X/ Q- h
2.3、整机参数:
6 k/ k5 v/ m0 n4 V9 X* v# z1 T
2 e3 q" y9 h6 n2 ~% i
7 Z1 H) b' e0 ]( r8 J  ]
2.4、保护功能测试:  o5 b) j% e9 |
/ s2 Y9 ^' M& Q9 _6 d9 h

5 @& R% j/ p: [7 E2.5、工作环境:$ T7 _, g7 M' ?+ Z/ R

8 b, M5 s- a$ c5 n1 d9 i. }' c1 G- x
  L* A6 g- I; ^
2.6、测试仪器:
/ f/ Z5 J  X! B2 O

) B* r: I1 }/ P3 L1 l" ~

  E$ k6 `, r4 t3 H. I03、样机结构信息
& a+ a+ ~, l; j4 W5 a* o/ T
" R6 H  _5 \) N% }: x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。 / e9 b! ~4 s! x1 `( Z
3 k) L8 J( u/ }) X
3.1、电路原理图及 BOM:
2 d7 J( Z# j6 G
* e4 |1 R! B1 \7 {  V% y, y4 a3.1.1、原理图:6 x( {, t/ j! C  D# Q8 E+ P

# a+ C7 Q7 W6 G. y, S: m/ g% S- V3.1.2、元器件清单:$ L+ M$ K5 C0 D0 {) l8 H7 ?3 S5 g

- J) C: E! Z; O+ Q3 H3.1.3、PCB 布线:- P: l: l' X  K2 z& y9 d: v: R
7 R% c9 w+ i) v5 v2 \5 p( ]

1 m4 k  I+ K# A2 n4 Z7 Y$ ]8 {4 {0 N3.2、变压器绕制工艺:: O' M- u  U+ E

4 x1 l8 v+ p4 z7 u# E2 \3.2.1、电路示意图:  F& Y0 K9 o7 N" G
. k% s! z* B( \! m1 }9 h
6 I* t# X8 b# C8 c; g
3.2.2、规格参数:
0 @4 O# d% F. Z* f* w- r
2 B1 y5 ?& f) ?+ I. j- n/ C1)骨架:EE13 立式(5+5PIN),Ae=17.1mm²;
3 X8 _& ^% u* m4 [7 e2 U# h2)材质:TDK PC40 或同等材质;
) k7 N( W* Z6 r* r# N$ ]3)N1、N2、N3:2UEW 漆包线;
" g6 i! z* t7 F  B% s$ O0 Q4)N4:三层绝缘线;) P8 y" \$ _% l3 P+ P
5)绝缘胶带:3M800 或同等材质;
0 M* z2 K) W) f0 T+ I* A' |1 `+ u: `6)初级绕组感量Lp:1800uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);$ t3 x" f( Q6 ~/ E8 \5 P0 x
7)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))8 d# y3 x6 I# i% `3 H! z$ S3 J
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min& ]) o3 ]. u5 L" m- x8 s5 K
9)成品要求:浸凡立水4 j8 q- v/ h. {0 M4 E

9 L% a' s9 V: b! v3.2.3、变压器参数:
2 V8 i1 e2 p2 \/ t) u: M, K( S9 `+ i( E' V0 J/ l
% E" x$ E+ P' A7 a
3.2.4、变压器结构图+ `  A: N8 E0 Z0 L* P/ @4 q" b4 g5 l
. q# I4 L( ]6 I9 B1 N& k
7 ~0 @8 [9 A1 |# W) f0 o# L! l
04、性能测评
  S, t5 U6 s7 g
7 F# G; [- J1 K3 R* h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。 ) Z5 s5 q3 |! X: ^
9 W9 K- r' r" k6 }2 s
4.1、输入特性:
7 D3 ]$ c% \& r  Z
* J# M* v7 q- d( D, y: U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。 + }7 X: K8 G. q; s8 k6 L

1 T1 u! {8 L, q  l; u表 1 待机功耗(输出含有假负载 2KΩ)
7 t/ p; T5 M& G8 b  h$ t

( }& T3 m0 B. z$ I
8 h$ j/ t: q1 {! L/ i0 g表 2 输出 100%负载下的输入特性. c$ T* h- e4 g- M7 S7 o
0 X/ @8 I, Q$ L
表 3 效率测试(PCB END)
- V& p: v0 p+ o7 c3 p0 X1 s/ A

1 e# d. [5 p1 `- B* S; _1 K
( b- K! G6 L, G4 h" d; J9 N4.2、输出特性:
% n. Q1 b# a3 ~/ b1 Z6 c" i' J) f' A$ ]  `' u7 l1 X1 @4 t
4.2.1、线性调整率和负载调整率:9 y1 e+ D  Z1 u0 c5 G

8 Z0 x8 t. @- B& R  t+ r* d$ T0 D4.2.2、输出恒流特性:$ q+ D% Y2 u5 o; F. k% n* N2 g- ]
; m1 S. e" }7 v
4.2.3、输出电压纹波:
/ K. V' |1 L/ H, Z
3 {' e/ k- T/ Q. D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。
' v% ~" s' i2 \  h3 x
5 B" O8 m8 w! V5 B
. W. U, B4 e1 c9 S1 S! p( u
9 z2 [6 ^8 i9 F! m% n
R&N @ AC90V/60Hz,NO LOAD
4 |4 b' r1 e/ A$ X7 E* ]3 H
R&N @ AC90V/60Hz,100% LOAD
- v  {, s  d. P9 B! Y
R&N @ AC264V/50Hz,NO LOAD
; f  N% e/ F" b9 N, q
R&N @ AC264V/50Hz,100% LOAD
. W) n$ Z& S0 X6 x1 Y
4.3、保护功能:' E2 H; O; g3 u  f4 n; W

& k; O" H% y6 v1 J- ?
- k3 e7 z: X1 l; P( [- G注:以下涉及过流保护、短路保护的测试。( v; f- v) n, Y# r! \7 x1 o# K

) \+ V. p& e' ?/ W1 V4.3.1、过流保护:2 j1 K  t4 l) ~" n% O( s8 Q8 M

! j) I% ~6 u) ?. C  l4.3.2、短路保护:
% G" M  U: B  w% I/ r5 V
9 B- P' S0 s! z% a! t# R4 X
4.4、动态测试:
( X  e% @0 ~0 s! S' x. y: @
: d( p  f. T4 W; x注:输出动态负载电流设置为 1.0A 持续 5ms/10ms,然后为 0A 持续 5ms/10ms 并 持续循环,上升/下降设置为 1A/uS。
/ U  G# o! n; x" ]6 k, b6 F; ]' j) g! Q6 b: C# g) ?" h
4 d# K% @) L/ n: `; z
AC90V @ 5ms
' R* y( m' Y! x7 H8 M  j
AC264V @ 5ms
5 K1 W$ O5 d% G
AC90V @ 10ms
* i- p6 T2 }& Q/ H# q
AC264V @ 10ms
$ k0 J; d; I; s' p: M  U
4.5、系统延时时间测试:4 e7 w0 [8 e7 B, Y
- s3 ?( f" Y* ~/ R+ D
注:AC 端(绿色)、VO输出端(蓝色)波形图。
; Y- }# A' e7 }( T. L' `. O
5 ?* e' r0 F' y* x
TON_DELAY  @ AC90V,100% Load

% V$ Y( {/ {( I# s: Q4 S
TON_DELAY  @ AC264V,100% Load

- X* }+ r) p- q  ^5 o
THOLD_UP @ AC90V,100% Load
0 o1 t/ u* w3 t. a, q* \! a
THOLD_UP @ AC264V,100% Load
* `# V1 w3 \! j8 ?& z
VOVER_SHORT @ AC90V,No Load
: y2 w& V( @0 @2 I( W0 N
VOVER_SHORT @ AC264V,No Load
* p4 b% R7 c9 a: H/ y
4.6、其它重要波形测试:
0 X& O+ P% H+ O+ P# W2 ~
# }2 q6 e2 h+ p- z5 f: F" {: Q注:DRAIN(绿色)端、CS(蓝色)端波形图:! E3 p/ V8 M1 g5 Q, K
; b$ b/ G2 f6 t' z, A
AC90/60Hz,100% Load
  a7 ?; R  E9 ^% }/ Z
AC115/60Hz,100% load
! h$ L3 o$ @7 {
AC230/50Hz,100% Load

( Y9 u! A/ D6 P# H
AC264/50Hz,100% load

: y% t  @& E/ T) h
AC264/50Hz,Output Short
+ q/ c# O3 ?- {  X* g2 [
05、EMI 评估测试/ m: r4 ?$ r  m) L# H" `

7 Y/ [# |& T" D& e% t( j( G测试条件:输入:AC230V/50Hz;输出负载:2.1Ω/50W;限值标准参考:EN55013、 EN55022B。
9 @& p+ w( a! ~, {% H  n+ ?; J' p% x" \7 o
AC230V/50Hz 传导 L 相

- E& }1 I& z, y) ~( `% k, x& q
AC230V/50Hz 传导 N 相
0 }$ j! [% v& u  V6 t' w6 z
AC230V/50Hz 辐射测试

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