本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-7-21 12:00 编辑 % M+ z! J! _ f; b& P) E
8 k$ V% D; w' I w
在上一篇文章中，主要介绍了基于思睿达主推的CR5215SG+CR40V20RSA 12W充电器方案。接下来，我们将介绍下12W电源适配器方案，该方案是一款基于思睿达主推的CR5216SG设计的，全电压实现无Y电容12V1A输出的适配器。那么，它又有哪些特点呢？ n' k6 ?9 Y' O
+ N& S% n1 O$ q% ~1 O
1、样机介绍
0 c% A% b- X7 t; D2 ]* @: f; x$ j8 J
3 l# Q1 q: [* G3 ]该测试报告基于宽输入电压范围的输出为功率12W恒压输出的适配器样机，控制IC采用了思睿达主推的CR5216SG。3 P% G- e% N( V/ E
! @- v+ |/ S# I0 Z# q" r
CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图
2 M4 d. z* a S; J. q! j) q9 L! J8 HCR5216SG* P; t0 S; |( u A! f9 V. i3 o
. j1 I3 l, r. q/ ~
CR5216SG是一款应用于小功率AC/DC充电器和电源适配器的高性能离线式脉宽调制控制器。该芯片采用原边检测和调整的拓扑结构，因此在应用时无需TL431和光耦。芯片内置恒流/恒压两种控制方式。
$ O W9 M5 e7 y2 ]3 N! i$ ?7 _% {( k/ G$ b. D- q9 @
在恒流控制时，最大输出电流和输出功率可以通过CS引脚的限流电阻RCS设定。在恒压控制时，内置恒压采样电路以及高精度的误差比较器基准电压保证了芯 片的高性能和高精度。此外，内置线损补偿电路保证了从空载到满载条件下输出电 压精度。芯片还具有极低的静态工作电流， 芯片待机功耗低于75mW。
6 ^; R% m) t6 c3 |$ r- j( Q9 n. s* i2 F. `4 Y2 ^8 Q5 _; p
CR5216SG针对各种情况设计了一系列完善的保护措施，包括逐周期峰值电流限 制、VDD 过压保护、FB 开路保护、输出 短路保护、前沿消隐、过温保护、电源钳 位和欠压锁定功能。在FB上拉电阻开路，FB下拉电阻短路，输出二极管开路或者短 路，变压器绕组短路，CS 引脚电阻开路等故障条件下都能有效保护，使得芯片具有更高的可靠性。
9 A" _/ |4 p% t* L# E
% Q5 k8 S; d# R6 D芯片特性$ T8 y; y) a" x2 k0 Q" n6 e% m" y) S
& T6 o$ A9 C# ~6 q
● 低启动电流* V$ l4 M. x1 x1 i4 s( ^8 D
, Y0 |0 \4 `& c● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%- o' T8 x; \$ T1 C8 Q
% e" f: [8 B6 e# H% L$ L● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出. k" i9 V& h+ ~4 F2 c. v( E
% H* T: Q' M7 Z● 动态负载响应功能
. O* f! c8 L1 P( t9 I0 l& V' Q6 v
D2 K- g/ E9 T2 Z● 可编程CC/CV模式控制
5 {6 g# P4 l) u/ b- E- c6 z$ p
( }1 q$ [7 G' |) E& y" L% p● 高能效QR控制模式
! R) a) M- j. o( u9 _
/ E, B- N4 H; K' S; A+ f1 D● 内置初级电感量偏差补偿功能4 O1 h m8 _3 s/ v& u; J
b% Q# k. A% o/ c● 内置输出线电压补偿功功能
) i' @. {" l) a$ d7 z! ^# D* Q4 Q- G
● 内置全电压功率自适应补偿功能
: i" G5 g( c1 o6 d/ J5 }( \+ | q' y* \9 q/ S0 L/ S1 H
● 无音频噪音控制技术" ?' U* ]; a; d/ i4 B$ n/ p% |
& r. q+ v$ J) z$ `; q, C& B; H: e
● VDD端过压、欠压保护功能
1 B* Z! N: Y6 P [
; }' y) `: O7 s/ x● VDD端钳位电路4 D! Y; h7 F6 I! g& `8 K5 O
. v! p; ]/ V9 \● 内置输出过压保护功能
4 A" N) u6 y. j3 \
( A* @1 F( [0 [( J& B; a( i- v; x● 内置FB开路、短路保护功能
& _- L9 b6 H( s8 @ m
4 K, K/ d5 z8 X" {3 S● 内置输出二极管开路、短路保护功能
) m( g( X+ o1 t3 s0 ?
. @4 |3 x3 k+ G' p/ {● 内置前沿消隐电路. w! F# e* C9 X( ?) I5 e
0 c+ P A0 g9 {
● 逐周期电流限制
2 P r3 u& ^8 K8 u
6 s L7 i$ B( a% z+ A* h* f" a● 过载保护功能
" A0 `( ?# z* Q) b7 g0 f
5 m4 i# z. {& |" W7 F● 过温保护功能: Q) |4 t) A0 Q/ E& D2 ]
/ }% U/ N v& K
● SOP-8L绿色封装 W) {- l& P2 w8 b6 d
1 W' E# ^ N1 \. E5 Z/ G- `基本应用! `5 g0 q/ i, T `1 g) Q* T2 v
- L7 ~( o& n: D5 z N$ Z● 小功率电源适配器$ F' ]$ w. ?0 l2 d# {9 ~
/ { m V5 ^6 s7 s! D● 蜂窝电话充电器
# t2 L: D" g: r, \8 U: X0 D, D. j9 G q/ g* X. d
● 圣诞灯、LED驱动器
' i' ^ ^# _/ Y# |/ H* b' L# H5 a7 M4 U8 L) Y
● 替代线性调整器和RCC
2 K; T% \9 [2 g6 t% E/ I5 z/ }# h* I9 Z" y0 d) x: R4 I! S
典型应用
# R4 o( O% f; K% @' d( h8 G9 P+ x2 U" Q9 q2 u; x# }
; ~, m1 A4 p% U d' d
管脚排列
( u, Z: g# v# z9 z% g3 C+ u$ h0 R管脚描述
/ |/ d8 L# c' S9 v1 e) y J; {$ H2 n# M$ Y- Z% v, v; s# Y
& C) [: [9 |7 k. Q# c6 V: l: S
7 \1 P0 P2 E# p# u* O该样机是一款基于CR5216SG设计的，全电压实现无Y电容12V1A输出的适配器。AC90V满足启动时间的条件下，实现AC230V样机待机功耗<43mW；典型输入电压时平均效率>84.3%；能够满足最严格的能效标准“COC_T2”；全电压可实现±5%的CV输出精度。) _% g* i: E" x. g6 _. n+ n- U
9 [% g7 h( B1 P样机尺寸：长宽高54*35*20mm，样机具有“软启动、OCP、SCP、OVP、FB开路/短路保护、OTP自动恢复、输出二极管开路/短路保护功能”等多种保护功能。7 u Y) ~$ Y0 t1 U1 u" \ ~
n u) |* } W9 {3 r样机的变压器，采用了EE16加宽磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
' h# N; g* v! i7 p% a% M6 g0 S3 J8 L+ M) f; `
2、样机特性
3 E N) C( I+ B3 [
* r4 x! d7 Z( ?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。
! v, p8 [: X+ V# p& V
) U4 K* N, v0 H0 ]2.1、输入特性：
' z; I. S- k5 o
5 X# }8 S- M& T" i: ~
2.2、输出特性(Line END)：3 G8 q0 J; r" J' S
+ J: T6 C: f0 `0 R. T
2.3、整机参数：
1 w" [6 }+ f. k0 q; |
# e9 K8 X" b% |, i/ N. _2.4、保护功能测试：6 k7 v9 C% b+ F: H5 A& Q( R% ]
[! c7 r- K& k3 o9 s ^" x/ F1 @
2.5、工作环境：( x" J6 e, T8 I' K
8 Y R7 D* B/ k H
2.6、测试仪器：
6 S! q W8 D- o* N/ g( n& a$ q% X5 H$ D# Z( e/ H
3、样机结构信息
* K: g9 C5 _1 e( e1 D8 h, x/ p& F! q% m# C0 [+ I7 {6 y6 g
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。: C+ m% K) W& j
# q0 C& }: K+ S( g% K
3.1、电路原理图及BOM：* x; i* T5 e5 w5 t
& r8 ]+ B- z* C' l4 w! L( a! o
3.1.1、原理图：; B# }) V5 b: ] [' s7 L
7 Y1 j6 {. r8 }) z( s' G. O4 @( _6 w8 V9 o7 Q0 G! r
3.1.2、元器件清单：, I. } E- i j& b7 ~
$ Z0 [: M. F' l$ T) d
9 ~5 P- @! y$ e6 @3.1.3、PCB布线：
# V$ K% M/ G6 N: W" t
( o+ y6 c$ w! o' a! o
PCB顶层布局
' P/ @1 j0 R3 f+ Y
PCB底层走线
) Z) M6 v9 [3 u, M! a& r4 W1 I3.2、变压器绕制工艺：
7 I9 u5 L+ Z7 s- J2 j/ r6 {( ?* ^
) W1 e5 K" m* d3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
7 K. Y! s# r J% v
+ V9 J( w4 M8 L
M# g1 _: ]* T% D @) {' k9 N. e$ H, Q8 | q6 h7 W
3.2.2、规格参数：
+ B3 V. N* B( G; |9 n: c. N0 ~7 C4 N/ \$ ^: j. L
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
! j- O! S4 ]6 A; h. X8 o2）材质：TDK PC40或同等材质；
B# _# Z6 a7 r! P1 e3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；2 Q5 ]* E3 h* U) o; D+ s. g7 a
4）N3：三层绝缘线；* }4 c0 a% E$ e- W
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
4 R; l0 `8 Y* O6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；/ B Z2 }. w4 ]9 i6 q: p! E
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz）)
: O% |0 `' V" S) [; N" k8）耐压测试=3KV 5mA 1Min/ }* ~6 t ]3 [% {
9）成品要求:浸凡立水
9 [6 W P {- B/ `# E7 Z7 q+ e" f9 j$ j4 l7 z2 c2 y7 ^$ b
3.2.3、变压器参数：% G0 x' Y l- v, P
' j0 ?% [3 A: ~ m! Y+ B: }4 B8 U4 W+ ^
4、性能测评
* [% T5 u! y o& a' i1 d& B8 j5 [6 r( [/ [3 _8 Q
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。/ R' N+ O/ g* V
# W/ K# |( D1 s& _4.1、输入特性：, G& {5 E% I* P, l) {. i
$ q3 w8 N+ @9 o
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。
- t* g+ `! ~: u4 _4 d
- N: O4 U* J' x4 ]3 O表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)
* A% C4 |8 i7 l% d5 s7 ] \: t
+ F8 C, \2 @# R2 U) [2 f3 e: L
- W) P. \2 ~! j7 w* P' u表2、输出100%负载下的输入特性2 l: ^2 v% F! O( H* B5 L
" J4 T! ]6 K( \6 l4 f, j9 k/ n2 \
表3、效率测试（PCB END）
3 \' Z3 M+ E5 S5 a" q! y- q6 q! z
表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）7 m* t2 a( U" k! ]6 i. r
; I$ _8 h6 m5 A0 `" { o% ]4.2、输出特性：2 H1 `6 A. v. r! g
* |; r$ D! p% {& x5 q7 P/ |: F
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：0 {5 V e- r* v- i2 B9 B4 Z
. R# }1 F: u# o3 W! O( y
4.2.2、输出电压纹波：. p7 g0 X) q& `5 o' z: h+ a* Z
# N1 o# t: C: {3 D
注：纹波及噪音在线端测试，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。, s: [: X6 I; Q* Z# t
) m) ?" m+ G7 T2 c& t9 X% Y
! M# ?# e" F& N, k' K z' W" l
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 4 ~% t9 [& Y& L* g
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
3 [7 l7 g0 x* I5 r
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
! W! d, A1 o% x- c) @' Q
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
' X f# i$ M. N( w4.2.3、输出恒流特性：$ V: w1 ^& o* x" z/ v; V0 i
& I8 f# k! k2 j P8 _* o6 n3 S5 t1 O) N. _
4.3、保护功能：
, ^$ R& k$ {# M: |# k5 X, _7 W8 f
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
, C6 E! i- ~! Y _9 `5 K$ \0 K. `2 |, Y" ~* x
4.3.1、过流保护：
. s3 ~2 H" t+ ~% G* K& q' [* y% j" m: V5 R$ b0 X5 ?4 ]
4.3.2、短路保护：
# N$ O' I9 ]4 I7 _, @; A- L# d+ j2 d8 P( o
4.4、动态测试：
' V& A @" i6 E. s1 l# `' `
i7 G# B2 f$ O1 Y; M9 s C+ G# R注：输出动态负载电流设置为1A持续5/10ms，然后为0A持续5/10ms并持续循环，上升/下降设置为3A/us。! K9 q* y7 Z7 |+ ]9 w7 R5 k% ]% M+ c, r
9 ]# A3 q/ O- h+ r3 w
0 X# k; F8 G9 G) q
AC90V @ 5ms
) e }( s' N, y$ @4 q- i
AC90V @ 10ms
& e+ E9 P: H- n6 F# i+ n8 @% r C$ m
AC264V @ 5ms
# |5 Q, r$ v+ @
AC264V @ 10ms ; m+ Y. G8 }& g5 _2 A; _
4.5、系统延时时间测试：
0 {: r! ?0 G* C- i+ a7 H
: V' Q- ^/ o% R: w& e% t注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。1 M) T! C p1 U6 y
G' ^5 J9 W. U( s$ y( Z
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 2 _+ x6 J: `* `" n- D8 W
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
9 [5 Z+ _% Q/ ` U8 c
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 0 w1 d7 h" b* l' S0 y1 J
THOLD_UP @ AC240V，100% Load , G- [- M7 w' C, M9 k! s
VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load
) U+ U# [0 n5 a& ^8 g/ T& n6 a
VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load + b* X8 u! Z$ @2 J% c: P: Q
4.6、其它重要波形测试：
5 j1 k$ @; t* I5 a, H2 S1 S
) D! U8 }+ S0 c1 a. Q8 k, V& T注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。( M" k7 M' T6 r
@/ k, W* R7 ?8 a. n5 ~6 y* [, \
AC90/60Hz，100% Load 3 T$ C6 p- h0 o
AC115/60Hz，100% load 8 ]7 o# {5 g# M( [9 `
AC230/50Hz，100% Load
2 L* B8 h/ b s1 g) S6 p" S
AC264/50Hz，100% load % p! } p5 b0 M" Q$ P
AC264/50Hz，Output Short
1 D; L" e& h/ _" Q! }, u" W4 |
AC264/50Hz 输出肖特基电压
0 ~9 @+ I! C) K. F: D; s4.7、系统温升测试1 @/ l/ L: B4 @8 D h" J- v) l' \
i6 M) _% F/ j1 s6 a
本项测试评估成品样机（含配套塑料外壳）在40℃环境温度下长时间工作时关键器件的稳态温度值。测试条件：输入电压分别为90V~264V，输出电流1A。0 h& c3 Z' \' h* T( q& c
. H9 C; [" L) Y* C f5 y) j
测试样机及配套外壳 ! w. O& _; |$ b: f1 w. s
温升测试：(℃)
9 q8 k, b) {8 |4 L- @2 u: _2 C2 k
9 b' b/ t6 W; p ^' @2 }' K5、EMI 评估测试. r$ p3 h. [8 M7 {
0 P9 \) G0 K t测试条件：. K( ^: w w D2 |- ~6 B' C5 u
, @9 l8 L. v% R& U) o输入：AC230V/50Hz；0 @7 W# k: y7 T- }7 \' R9 h
输出负载：12Ω/50W；1 H* f5 l# h8 Z L
限值标准参考：EN55013、EN55022B。 q! o; I2 I4 M
0 U {' ?5 S, T: ~
AC230V/50Hz 传导L 相 % d) K' q4 X6 T* T% m4 G
AC230V/50Hz 传导N 相
; G& q) m$ t8 T0 j9 W
AC230V/50Hz 辐射测试
% [& F+ T3 L! y6 U7 h- \ |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-7-21 11:36:05
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡