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[方案] 「与众不同」7.5W充电器方案,全靠这款“全能型”电源芯片

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发表于 2022-6-23 13:08:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-23 13:21 编辑

文章概述

在之前的文章里面,我们给大家介绍了基于思睿达主推的CR6345_V1.0A的充电器样机方案。接下来,将给大家介绍下基于思睿达主推的CR6347_5V1.5A充电器解决方案。

1、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7.5W,恒压输出的充电器样机,控制IC采用了思睿达主推的CR6347。

CR6347_5V1.5A工程样机示意图
CR6347

CR6347是一款高性能原边检测控制的PWM 开关,待机功耗小于75mW。CR6347 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。

CR6347 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。

芯片特性

● CR6347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;
● 超低功耗;
● 具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI特性;
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP自动恢复、OVP锁存”等多种保护功能;
● 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。

基本应用

● 小功率电源适配器
● 蜂窝电话充电器
● 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

引脚分布

引脚描述


典型应用


该样机是一款基于CR6347设计的,全电压实现5V1.5A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<68mW;全电压输入时平均效率>80%;能够满足最严格的能效标准“COC_T2”;全电压可实现±3%的CC/CV输出精度。样机尺寸:31*46mm;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EPC17磁芯(PC40材质),变压器绕制工艺部分,请见后文详细说明。

2、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(PCB END):

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:

3、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BOM:

3.1.1、原理图:


3.1.2、元器件清单:

3.1.3、PCB布局&布线:
3.2、变压器绕制工艺:

3.2.1、电路示意图:

3.2.2、规格参数:

1)骨架:EPC17 卧式(5+5PIN),Ae=22.8mm²;
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
3)N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线;
4)N3: 三层绝缘线;
5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;
6)初级绕组感量Lp:1300uH±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
9)成品要求:浸凡立水

3.2.3、变压器参数:
3.2.4、变压器结构图:
4、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1.5KΩ)

表2 输出100%负载下的输入特性


表3效率测试(PCB END)

表4能效等级评估(PCB END)

4.2、输出特性:

4.2.1 线性调整率和负载调整率:
4.2.2、输出恒流特性:

4.2.3、输出电压纹波:

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。


R&N @ AC90V/60Hz,No Load

R&N @ AC90V/60Hz,100% Load

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

R&N @ AC264V/60Hz,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:

4.4、动态测试:

输出动态负载电流设置为2.4A持续5ms/10ms,然后为0A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:

TON_DELAY @ AC100V,100% Load

TON_DELAY @ AC240V,100% Load

THOLD_UP @ AC100V,100% Load

THOLD_UP @ AC240V,100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V,No Load

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

DRAIN(绿蓝)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,Output Short

5、EMI评估测试

测试条件:输入:AC230V/50Hz;输出负载:3.3Ω/30W;限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)

AC115V/50Hz传导L相

AC115V/50Hz传导N相

AC230V/50Hz传导L相

AC230V/50Hz传导N相

AC115V/50Hz辐射测试

AC230V/50Hz辐射测试

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