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

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！
8 x/ Z( T! l  W( S; D, n$ A
. z6 V0 [; G- ~01、样机介绍

4 b3 N1 O2 W5 f. |& `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。
' M6 f2 {5 G# M' [1 L

CR6345_5V1.0A工程样机示意图

8 M* K' J; w+ e; D! k. t$ K关于CR6345

& [& }, J2 B: f2 c) |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。
+ t6 c! K' @5 g9 T0 Q
% x8 d; g6 U3 J6 _+ @4 ?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。
+ ]- I( E# D* D5 d5 S, }+ U
( G3 s+ F+ m+ O$ VCR6345芯片特性：
3 H$ e+ E  E8 t3 d5 r
● 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；
  ^* v' K+ ^& \/ r● 较低的IC功耗；
' U9 V) S( u, t5 K0 r; U● 具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI特性；
' Z$ D- z" Y- ^8 Y# Y● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP自动恢复、OVP锁存”等多种保护功能；
" H) W0 O; L" i: N● 原边反馈，无需光耦和TL431，可调式线损补偿，IC基准精度±1%；
, A+ e' a& N5 y% O+ f5 R( {● 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。
* d+ g0 M2 N3 J! j2 x
( C+ `$ r- O6 Q' F4 ]基本应用
0 p9 G- I5 F' x  d) |. ~
● 小功率电源适配器
, k, e+ A% L( ^& g  i% b● 蜂窝电话充电器
● 数码相机充电器
1 Y# z. W; T0 w& D● 电脑和服务器辅助电源
● 替代线性调整器和RCC
1 H1 ~" G: u9 k
$ O) t" F  _- r$ u9 w引脚分布

6 I8 h: v0 R" b( c& E6 I

: N( }6 U# `% D" ^& X, O引脚描述
/ W3 q$ |/ U4 Z: i. v$ b
  {/ D) p7 ~5 V1 o5 c

典型应用

- H0 p1 V2 z: E" l  Z2 J- H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。

! [0 J  |# _* D& e# w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。

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。
5 x: J7 |) i) Q* @! ^- ~" z5 I3 b
7 S1 H1 d$ @1 S' G02、样机特性
3 ^* m1 M5 H6 ^1 A1 i3 t# S/ T
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。

, ^9 g5 z: W( K: o% I- T0 S2.1、输入特性：

. B" H9 @# F! l2 p2.2、输出特性(PCB END)：
- ]) H# x- r; L- O8 Q: |# ^
- t* j4 i2 q  D5 T. q' {  h

; T0 m7 O- O% O  I, ?( j' X) S/ s
* P  j% V% _: \2.3、整机参数：

. A4 a' C& Q* }; l

+ ]) i  n7 |2 i* a; z3 b4 C2.4、保护功能测试：

$ T6 K) A( ^; W

& e  V* Z1 o, I# X& z& `2.5、工作环境：
( l% _5 S* l7 v" Y+ C  l
  y& l3 k' M* F! F( N. ^

2.6、测试仪器：
9 L+ B: q( z8 |
, I8 a4 Q$ n  X$ v

03、样机结构信息
9 d( N# o8 v3 q# D) v+ ]* h1 n2 s
5 i2 q/ {' R* t7 N$ G5 m! L. E  s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：

$ N; |$ \" V9 n3 R' J  P3.1.1、原理图：

3.1.2、元器件清单：

. H9 `  c6 r2 q# ^3.1.3、PCB 布线：
$ ~' O5 s8 h# o* y6 K7 v& y/ q

3.2、变压器绕制工艺：
; J1 F5 X+ t5 a6 P4 J* A
6 o/ U2 x6 i% D8 T3.2.1、电路示意图：

3.2.2、规格参数：

! i; h  m6 T( P$ \% ?  F" z2 I1）骨架：EE13 立式（5+5PIN）,Ae＝17.1mm²；
/ H9 h' `7 j6 z1 d2）材质：TDK PC40 或同等材质；
& h9 k8 h7 c2 K5 g: t% h3）N1、N2、N3：2UEW 漆包线；
4）N4：三层绝缘线；
5）绝缘胶带:3M800 或同等材质；
2 i& V) @3 z1 o6）初级绕组感量Lp：1800uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
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）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
1 g1 b1 k+ I' Z& j# b9）成品要求:浸凡立水
+ R, ]( B+ K2 [
3.2.3、变压器参数:

# \; [1 I& K6 y3.2.4、变压器结构图
7 a+ _+ X9 @, I7 i% F# ~9 I
% k/ l$ w6 l. B/ N# R  h

$ [7 m" k% ?" i+ ^/ D+ s1 h( l" \04、性能测评

& _, w* k8 p' H8 N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：
+ Z6 x: _  Z  v3 e# q
9 v! H% A1 u2 r& T1 D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。

) O' E+ E# v- o% v4 z表 1 待机功耗(输出含有假负载 2KΩ)

/ N. g% s/ I; s/ U: c' D4 @
表 2 输出 100%负载下的输入特性
5 q1 ^* h/ M, `$ U: A

6 q- i6 q8 c% a1 ?) |5 Q- Y表 3 效率测试（PCB END）
3 t5 v  ?3 b; ]: s' W

4.2、输出特性：

4.2.1、线性调整率和负载调整率:
1 p3 D% O7 ?7 ~: z4 S! e2 V

4.2.2、输出恒流特性：
2 U" G5 J" D  p, q0 L! P

0 k% W% m7 [' U) a: m4 v# ]4.2.3、输出电压纹波：
$ b2 A. N1 P. J/ t$ S
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。
% Y& Q1 I4 I) w

: t. E6 ?* L5 {+ {' j8 {

6 T: G+ K7 G9 _7 [0 R5 Q

R&N @ AC90V/60Hz，NO LOAD

' ^9 D2 y" Q* M# A6 K% a8 L) y/ O

R&N @ AC90V/60Hz，100% LOAD

1 [& v6 Y1 n, T! I  g

R&N @ AC264V/50Hz，NO LOAD

R&N @ AC264V/50Hz，100% LOAD

4.3、保护功能：
9 U. A% L2 Y* r  l3 k2 V

+ H& b' `# o; D注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

5 {& y' |9 d' S, A7 w6 J, q& m, Z2 y4.3.1、过流保护：

$ q1 s% g8 z7 Q0 H1 u% X* \4.3.2、短路保护：
9 D4 \5 W* V! U5 }- x1 |

! |5 D; q" Z6 M4.4、动态测试：
+ ^6 O- m7 u" @3 j# B, [
' ]' M9 L0 b# k7 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。

2 k) x& M% L" a9 E/ a

AC90V @ 5ms

2 o1 C+ C1 N# e6 w2 u$ M% g

AC264V @ 5ms

# M2 y# P' |. l1 \3 L

AC90V @ 10ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
1 O+ Z- q5 a7 D4 r. e: N
注：AC 端（绿色）、VO输出端（蓝色）波形图。
/ R4 |$ B( \: ?4 Z2 S' d) S

TON_DELAY  @ AC90V，100% Load

6 D2 v8 X* |6 E" W% Z4 ?  i

TON_DELAY  @ AC264V，100% Load

- r- ], D2 z$ F! _

THOLD_UP @ AC90V，100% Load

0 {! Y3 ~. K9 ~+ ?7 s. i

THOLD_UP @ AC264V，100% Load

! `' u0 \! @5 [  |8 z  T) u; ]

VOVER_SHORT @ AC90V，No Load

VOVER_SHORT @ AC264V，No Load

4.6、其它重要波形测试：
$ v! ^% G1 m5 i. A4 t; L$ r
% h, \7 k, E" R/ s1 C) M3 p注：DRAIN（绿色）端、CS（蓝色）端波形图：
0 c5 U9 n+ n! T! C' K8 }

AC90/60Hz，100% Load

9 \9 f' s3 p$ g$ l% J

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

5 T1 y9 m& z$ j7 g" C( a0 {# z

AC264/50Hz，Output Short

05、EMI 评估测试
* D4 O4 C( D* Y4 ^
测试条件：输入：AC230V/50Hz；输出负载：2.1Ω/50W；限值标准参考：EN55013、 EN55022B。

7 C6 @$ A3 q2 B0 U1 w

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 辐射测试