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[方案] 采用效率均衡技术、高功率密度封装!这款芯片“省心”

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发表于 2022-5-26 11:04:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-26 11:23 编辑

本文,我们将给大家带来基于思睿达主推的CR5218SC_5V1A 适配器方案,希望对各位工程师有所帮助。

01、样机介绍

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,恒压输出的工程样机,控制IC 采用了思睿达主推的CR5218SC。

CR5218SC_5V1A 工程样机示意图

CR5218SC

CR5218SC是一款高性能原边检测控制的 PWM 开关,具有快速启动功能,启动时间更短。内部采用了多模式控制的效率均衡技术,用于减少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。可以工作在双绕组和三绕组应用系统下,自供电功能保证芯片能够在任何条件下正常工作, 极简的外围应用仍然能够保证电源系统的稳定可靠工作。

CR5218SC集成了多种功能和保护特性,包括欠压锁定(UVLO),软启,过 温保护(OTP),逐周期电流限制(OCP),FB引脚开路和悬空保护,输出短路保护,前沿消隐等,使得芯片具有更高的可靠性。

主要特点

● 内置快速启动,省启动电阻,内置自供电功能,省供电二极管
● 原边检测拓扑结构,无需光耦和TL431
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出,可编程CC/CV 模式控制
● 采用多模式控制的效率均衡技术
● 内置输出线电压补偿功能
● 内置初级电感量偏差补偿功能
● 内置全电压功率自适应补偿功能
● 内置过温度保护功能
● 内置FB 开路和短路保护功能
● 内置前沿消隐,逐周期过流保护
● 高功率密度封装,四引脚散热

基本应用

● 小功率电源适配器

● 蜂窝电话充电器

● 圣诞灯、LED驱动器

● 替代线性调整器和RCC

典型应用


双绕组应用电路

三绕组应用电路

管脚排列


管脚描述


该样机大小57.7mm×29.6mm,AC264V输入待机功耗<75mW,平均效率>73.7%,能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2标准;具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP自动恢复”等多种保护功能;由振荡电路产生的频率抖动,可以改善EMI特性。

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。

02、样机特性

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。

2.1、输入特性:

2.2、输出特性:


2.3、整机参数:

2.4、保护功能测试:

2.5、工作环境:

2.6、测试仪器

03、样机结构信息


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PCB 版图:

(1)原理图:


(2)PCB 版图:


3.2、变压器绕制工艺:

(1)变压器电性及结构示意图:


(2)规格参数:

1)骨架:EE13 卧式(7PIN),Ae=17.1mm²;
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
3)初级、反馈: 2UEW 漆包线
4)次级: 三层绝缘线
5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质
6)初级绕组感量Lp:2.0mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);
7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件:0.25V,10kHz))
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9)成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数:


3.3、元器件清单:

04、性能测评

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:

本模板经过在不同的输入电压(从90VAC 到264VAC)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 、无负载待机功耗(无假负载):


表2、 输出端测试100%载下的输入特性


表3、输出端测试的效率特性:

4.2、输出特性:

注:以下数据均为板端测试;

4.1.2 线性调整率和负载调整率:

表4 线性调整率和负载调整率:

4.2.2、输出电压纹波:

注:纹波及噪音在板端测得,在此线端并联10uF/50V 电解电容和0.1uF/50V CBB 电容,示波器带宽限制为20MHz。

表5 电压纹波测试

纹波噪声波形图:

Fig1 R&N @ AC100V/60Hz,no load

Fig2 R&N @ AC100V/60Hz, 100% load

Fig3 R&N @ AC240V/50Hz,no load

Fig4 R&N @ AC240V/50Hz,100% load

4.3、保护功能:

以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护:


4.3.2 短路保护:功率计限流电流为2.5A

4.4、动态测试:


注:输出动态负载电流设置为0.9A 持续5ms/10ms,然后为0.1A 持续5ms/10ms并持续循环,上升/下降设置为3A/uS。


AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms
4.5、系统延时时间测试:

注:AC 端(绿色)、VO输出端(蓝色)波形图。


TON_DELAY @ AC100V,100% Load

TON_DELAY @ AC240V,100% Load

TON_DELAY @ AC100V,100% Load

TON_DELAY @ AC240V,100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V,No Load

VOVER_SHORT @ AC240V,No Load
05、其它重要波形测试

DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:

AC90/60Hz,100% Load

AC115/60Hz,100% load

AC230/50Hz,100% load

AC264/50Hz,100% load

AC264/50Hz,100%load 输出二极管Vds

06、温度测试

测试条件:40℃环境下满载测试。
07、EMI 评估测试

测试条件:

输入:230VAC50Hz;输出电流:1A;负载类型:电阻;
限值标准参考:EN55013、EN55022B。
传导L 线测试 PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV

输入:110VAC50Hz;输出电流:1A;负载类型:电阻;
限值标准参考:EN55013、EN55022B。
传导L 线测试 PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV

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