电路结构简单，满足最严格能效标准！这款芯片“靠谱儿”

思睿达小妹妹

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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！
  t. ?' @) [( W1 h/ q
01、样机介绍

# L* n) w, }2 V8 B* {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。
  R- B. B8 u9 S9 W5 ?" [7 r
  ?( [( i! G: V% N

6 E3 d( K- W+ u* o0 V

CR6345_5V1.0A工程样机示意图

; Y6 ]1 d5 y. `. F5 H! `' s关于CR6345
1 J& a- R, y& t6 J+ H2 d
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。
; K0 z! E. |/ ~" M
- L$ |/ \, h3 yCR6345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。

4 Z) @( w) c# l$ `; r2 RCR6345芯片特性：

● CR6345内置600V高压功率MOSFET，反激式原边检测PWM功率开关；
● 内置软启动，减小MOSFET的应力，内置斜坡补偿电路；
● 较低的IC功耗；
; k/ S' u; X3 `8 U7 H9 t7 R0 h( ?● 具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI特性；
* }, _- i7 k( X7 z● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP自动恢复、OVP锁存”等多种保护功能；
  }1 m' W9 E( |* d' E5 O: o● 原边反馈，无需光耦和TL431，可调式线损补偿，IC基准精度±1%；
● 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。
1 d" t2 T- ?. `0 i5 ~5 s8 J# \! b3 K
基本应用
! ~6 H5 O) h+ }
/ w6 C# R' }4 I! w6 A6 j( X/ m' {● 小功率电源适配器
● 蜂窝电话充电器
) b, u- v+ c9 o) ~● 数码相机充电器
● 电脑和服务器辅助电源
● 替代线性调整器和RCC
( v+ {9 ?, ~' L) s# T" G/ N
引脚分布
8 J5 T5 K" Z4 H0 ]  \

引脚描述
2 `6 j: \3 t8 `' q* Q( U3 K2 S

典型应用

7 [- A+ I0 q. }, z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。

  S0 I& S* j) v. j" |, z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。
# C  [: y( k, h1 }. \( s
8 P6 G2 a  |4 M/ B, p7 C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。
  I# u' i: e0 V( L$ J! Y
! Z" T3 ?/ @; \$ F$ q02、样机特性

, j  U. x4 Y8 ?8 S1 c, G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。

: d% X. T/ |: o+ G0 t( g9 B2.1、输入特性：

2.2、输出特性(PCB END)：
+ H* x( a0 V3 F4 P
* m. O+ ~# U1 [" H* p7 I$ H

+ _" \) c2 q! t6 t8 A: B2.3、整机参数：

) z' @" L" l+ U+ ~0 l* N; i

" }+ O* v6 f/ ^' ^9 v2.4、保护功能测试：

5 m5 H4 ~( S# @4 X

2.5、工作环境：

( c+ `& r5 P; [. `" O

) t& M1 f! e( `1 c2.6、测试仪器：

  u. a. o1 {7 ?

$ f# Z0 U! A' u6 e2 I0 t03、样机结构信息
# V6 c# j; t! n: h$ q
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。

8 `% c, h$ H/ Y2 z( D# ~3 p3.1、电路原理图及 BOM：

3.1.1、原理图：

3.1.2、元器件清单：

3.1.3、PCB 布线：

$ o0 T  C7 d, v

! ^8 l7 u$ i" E3 h' i9 U4 d3.2、变压器绕制工艺：

2 ?% x" b0 b* b2 Q& X( c3 X3.2.1、电路示意图：

* |) K( v! Q0 _' ~

3.2.2、规格参数：

1 {/ A+ \" Y) Y/ H7 f' b; m1 U1）骨架：EE13 立式（5+5PIN）,Ae＝17.1mm²；
- o; `( c- v, ]2 D- Q9 Q2）材质：TDK PC40 或同等材质；
( n& {' S4 Z& p5 F; @" Y# m$ @6 `3）N1、N2、N3：2UEW 漆包线；
  P5 N3 n! _; \& v/ p6 Y, r! E9 {3 @' `4）N4：三层绝缘线；
5）绝缘胶带:3M800 或同等材质；
6）初级绕组感量Lp：1800uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
6 D+ ~7 g" y& e0 I4 A7）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）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
" R2 ^4 V3 ^) A# i. x8 \4 L
" I+ I8 B9 f) ]' s+ \3.2.3、变压器参数:
% f* B& O" a! R0 P- l  B4 j

3 O! E# v4 r1 t6 e# j3 S5 g- Z3.2.4、变压器结构图
$ }" {. G8 Z5 Y4 H  P# H: j& `, a
$ L. E0 T& q* _

04、性能测评
! n4 W9 Q& D- p2 F2 j
8 E$ R+ v( u7 `4 Q2 ^3 L3 w6 z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。
6 o+ G! k0 u/ t/ p. G) m6 Y
4.1、输入特性：

0 f. `& {5 N3 p1 g, z( ]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。

表 1 待机功耗(输出含有假负载 2KΩ)

) G* Y1 }) @# ?表 2 输出 100%负载下的输入特性
$ Y! ]2 u: F9 N' O  i

表 3 效率测试（PCB END）
0 J5 E' |4 X8 W$ x  g3 O1 u

4.2、输出特性：
1 I' G8 k( l  X9 y$ w
  M* t; i* `/ E/ E$ E4.2.1、线性调整率和负载调整率:
% L7 }. b2 k6 h0 y+ j3 L' p

+ c: [2 `  `5 K# H! U% R2 X4.2.2、输出恒流特性：

4.2.3、输出电压纹波：

' h4 v) n% `% a7 |7 u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。
4 U: X, Z, O& e' j
6 N6 Y* {6 r/ f% s6 Q& ^
* J& b2 x) Y' x5 K9 O

R&N @ AC90V/60Hz，NO LOAD

; t/ r8 _& p9 z8 p2 c- B- M

R&N @ AC90V/60Hz，100% LOAD

R&N @ AC264V/50Hz，NO LOAD

) E5 H7 U. R- \9 m3 I

R&N @ AC264V/50Hz，100% LOAD

6 O7 s8 w; U2 {+ k4.3、保护功能：


0 \3 W4 N1 z! T# b注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

6 r3 P0 S$ _9 j4 j# d4.3.1、过流保护：
3 v* {/ T% @& S

4.3.2、短路保护：
) G  A( p9 `' {. L/ C0 z- `0 b( G1 C

4.4、动态测试：
8 Q, C, f' F: M+ U
$ Q% H% m8 T. a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。
7 m" |2 m- F/ q7 Y3 [1 C
6 M5 P1 K6 I  m& v5 @; u$ j

* D( U5 K) E0 ?, x% r% \+ d

AC90V @ 5ms

AC264V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
, w+ b5 O% a  b9 u( }! X. _
注：AC 端（绿色）、VO输出端（蓝色）波形图。
  n% R+ C/ n- q

  ~9 i- m0 V) T+ v( m2 s+ }: _' ~, k! j

TON_DELAY  @ AC90V，100% Load

TON_DELAY  @ AC264V，100% Load

4 H" f9 K* i  c- G7 |9 n% Q9 Q

THOLD_UP @ AC90V，100% Load

THOLD_UP @ AC264V，100% Load

  Q) o% y4 M1 O+ Y5 L" I

VOVER_SHORT @ AC90V，No Load

VOVER_SHORT @ AC264V，No Load

4.6、其它重要波形测试：

注：DRAIN（绿色）端、CS（蓝色）端波形图：

( T7 q3 X# F/ n- [8 d- e

AC90/60Hz，100% Load

+ l) `$ q5 s9 R# y

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

. q/ j7 L: ?# h9 A

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

4 q! K: v' u  |% B& K, N6 S$ X05、EMI 评估测试
% t9 t5 v* q  c0 M
测试条件：输入：AC230V/50Hz；输出负载：2.1Ω/50W；限值标准参考：EN55013、 EN55022B。
4 y7 @- O! @, u' |+ e. }
- e1 Q. Y9 k7 ^$ o

AC230V/50Hz 传导 L 相

5 K0 `. F: w: v& n. S+ c

AC230V/50Hz 传导 N 相

6 I; x' s; ?1 n' ?1 t9 @1 u0 `' ^6 h

AC230V/50Hz 辐射测试