本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-7-21 12:00 编辑
4 f. z1 V& c/ @* p
' y" E: A- M1 k* H( Z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？# ~3 m9 O$ ~. V' Q' m, V* X0 ]
, r& K2 y' J0 e" ^+ p1 a1 x6 h1、样机介绍
" z" P) H& a! v& C8 @- A
+ g* o$ C. r+ l d2 O" ?4 |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。1 J/ l, H5 M0 ?5 E
9 L& C! H2 Y& ~1 M7 u
CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图 9 @+ |9 e! x4 b Q7 Z5 v; o" J! `4 n a
CR5216SG
7 Y9 ]( l9 b8 ^5 U1 |% r% W/ q6 u, R6 I8 a
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。
$ x) [7 @7 b1 E6 X
& v1 N! f9 s' G; w5 O" M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。* z# s7 u& Y6 L' R
9 W0 o! @1 h4 o; K: a
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。3 ^' u* p+ E. s6 R
6 a4 S0 C, l: g! L芯片特性
' ?: K. K+ d& w" `) v4 V2 Z1 u% O$ {+ R) e% D; x
● 低启动电流7 O& c0 \% O! I: {0 E5 a7 ^
8 R; N" G2 m0 W
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%" v2 h: O! K1 V+ C
2 w8 w" @7 D% W8 n f; {9 e7 _● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
+ r4 D& k! O) [& }) d) u9 x+ ^, R: z- r# A: p. A
● 动态负载响应功能
& D$ L# b3 U9 c% ]
1 q& O; Q" F' h( U● 可编程CC/CV模式控制3 b4 N! d9 |( H7 r* e; _
- ?- b) _2 t+ s8 k* m6 ~● 高能效QR控制模式
. b: ^0 p9 p6 Y+ m
. i; o; B' {5 s4 @) w● 内置初级电感量偏差补偿功能
& h c6 `6 Y) s( h9 f+ d
# w( @- C- `* ~* a: r, S● 内置输出线电压补偿功功能2 b, D4 L$ u h1 G% E, ^; [7 B" e3 C
! d; v/ \8 ?% \" X* G' f+ D● 内置全电压功率自适应补偿功能7 [) C. Z/ C5 |- L" {+ B0 a8 G
. P- i- I6 {+ A7 V& Y
● 无音频噪音控制技术$ T6 ]! l/ y- m: ^
, Y: [8 U$ E; Q/ T: s● VDD端过压、欠压保护功能
% V* q, c1 _+ _6 {, _0 c& i) B
/ E9 H9 b: k4 B0 M: E4 L7 l1 X5 f● VDD端钳位电路6 Y5 W9 Z; J* ^; j. p: H+ \
) h. ]+ g! n2 P$ b# Y
● 内置输出过压保护功能
8 Z, y+ `! U# V1 j/ R0 S) o6 ~* F- T( `
● 内置FB开路、短路保护功能- q. X1 a1 Y0 {0 _* r9 |/ i* u. [. n
! z' o( S% j" u0 P: L5 P. `. y● 内置输出二极管开路、短路保护功能
2 m1 w% G* K* V' K, a
8 [* C" y0 F6 Q6 a/ M3 o3 k* E● 内置前沿消隐电路" r6 v c9 ~4 x
( b1 ?. ^: l; L/ D
● 逐周期电流限制
) S9 Z8 O1 v* y: W
2 ? n8 C' Q8 Y6 \& r$ u● 过载保护功能" Y- P- U1 y/ Q6 X5 @. T
0 A4 [+ t( s3 S4 F● 过温保护功能! z' B u' \" T3 J
3 W% J1 P" B( u1 B3 ~# O$ ^& B C" ~● SOP-8L绿色封装
; `% n5 i$ `3 o: f8 _
- S5 q+ i/ p9 b9 U3 p1 q6 }. p基本应用! J; w2 p3 T, N+ j% Y' ~8 g
+ M" r3 w1 f: H _$ l3 R. P" g
● 小功率电源适配器4 J" m5 ~6 C9 i: _
; o6 y$ ~2 D* I; y/ |$ G( ^● 蜂窝电话充电器: z8 F1 v( S8 c' @4 e7 R
0 a- l7 j! C: F* o' x
● 圣诞灯、LED驱动器1 d9 u- ?' | v, E' t) k t
- v% J4 e$ i: i! j: W● 替代线性调整器和RCC) P- T" K4 R k6 B0 C8 ^5 o" R' l* q
/ A6 j, g: s* {6 x# Q
典型应用
8 l1 B4 x3 u b
$ _% u. Q4 N3 @- D2 g6 w% @& L% V9 R8 D
管脚排列
+ |8 c+ k5 \9 B2 r5 H1 T管脚描述4 L& V5 X6 l' i" K# f8 O
$ {/ q5 Q" ?, m, `4 i* ]
; h! C( e# I- p* B2 M8 D% a; B: ]7 V/ `
8 r9 O& S, ^/ l9 I8 E8 P
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。% u* j" ]% F9 {" P/ K0 X& [
! V% _* q1 q" F, n/ t0 j* r$ f
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。
, F1 L# Y5 q- A/ {2 ~
& A$ F9 u# e* _$ ]1 U. B1 |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。1 B6 c1 U# C8 \8 h1 Q- i$ p
( B# f$ e/ E, V; ^
2、样机特性
3 U( ^, i+ Q3 `, ], p3 ~1 @! r9 Y
( ?/ }7 b& ?; N5 Y) K4 D! d! d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。
6 k! I( w9 D: [/ {/ u2 S7 U3 F p- I# |% C9 o: c/ B
2.1、输入特性：
$ x/ K% b% ^9 }1 g
8 W% K; |$ X- g1 R; O
2.2、输出特性(Line END)：
7 e+ B7 n6 H3 V
. }% u# y V; f' ^
2.3、整机参数：! l _/ K' g& B# R1 v
8 I2 k5 B6 U1 [! @+ {; y2.4、保护功能测试：/ w( F, h. f! Q8 c }
( X; n4 F: T5 x2.5、工作环境：
9 z" X( L% }8 c& M4 ~2 T4 U" u
# m# Z1 N5 A" O" }+ M8 s, d2.6、测试仪器：
! E5 s( c6 R/ j* R8 O
& @7 Z' a. m( t: A3、样机结构信息4 s3 T" ^6 l! U
+ W9 w# I; F* a( U3 u+ R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 z9 o4 i8 Z/ e2 w7 `* j; z% |2 y1 q' l( l+ f
3.1、电路原理图及BOM：4 N2 P! _- ]& L4 X
! }+ |7 s [! B+ r5 D
3.1.1、原理图：
$ k9 N0 H x7 X1 m
. h5 X, ~" k1 p2 F4 X8 e1 v/ \) O1 ~1 U. m
3.1.2、元器件清单：# ~( D, F' h1 I" i) F+ E
+ t" X7 [& x& i; V+ K- [5 m( F
+ {8 x/ [1 m. Q8 S
3.1.3、PCB布线：8 ^0 X. e0 M o: U$ j& j9 z8 }
/ F M* l* z1 T, E% G. ^: ^, ?
PCB顶层布局
0 u4 v% p* H, f; u3 L" p; z" _
PCB底层走线 ! K$ h A N4 l. y$ G$ l! X
3.2、变压器绕制工艺：
# M: j; s c m6 J- P& p, L& q; j/ C; h6 a: o& H. d+ d
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
+ P8 M$ p" ~+ T# d/ r9 h; P% E% F7 I0 V @- v
2 n1 J8 c7 ]& z. ]4 U& G
! }- W/ Z: B1 k$ @
3.2.2、规格参数：, ^; v7 k+ `) W9 D. z0 V
: A+ {0 v3 h! p- k1 F5 w1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
* s0 k( f, x Q1 S0 A) s! y9 ?! |2）材质：TDK PC40或同等材质；0 V3 g K6 @! D/ `1 Z( Q
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；6 ]7 y% a3 {5 F) p& {1 g( K4 v% x
4）N3：三层绝缘线；% z: q0 f H2 q
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
+ X8 V' i% u, L& H6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；' v8 |9 a) `. G6 d* B
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）)
# v! S7 w" R" k( o, C8）耐压测试=3KV 5mA 1Min( y% @* l! d5 X3 R
9）成品要求:浸凡立水
* t" `" e5 i9 n% G" [
$ z! U% u4 K* o" z& E+ A. K3.2.3、变压器参数：/ F! \" j3 [$ ^6 T, B- r
& d) h# S5 W n" G
2 o' h% W8 ~, @4 O! W5 m3 B4、性能测评
/ s0 ^6 h" O2 b5 s1 q7 r& C* \/ j+ U. `' F
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。
s0 G9 P4 q8 m( p& c6 v% X2 K! v7 o* ~$ |8 h7 w3 F$ s2 {, D
4.1、输入特性：7 K6 e! C, M$ k3 _0 j% ?6 M x
5 Q2 p- A4 z2 }! x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。* N! @1 |8 u$ n4 s$ ~2 F
8 X8 M" X A ]' a表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)" v E' B2 Z8 F) G; \7 ?. J! O( E
% G8 x* \) z0 |5 O T u% x& I3 j' A8 v# v- |2 @/ D& j3 z
表2、输出100%负载下的输入特性: E' M& f; I0 j6 E
4 }. s. A4 Z* s) B" @7 _; h表3、效率测试（PCB END）! X7 X, ?: r7 ?4 d6 j( ]3 F
) y3 y+ u4 }% _: ~3 Z表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）% U( U) Y. f7 i9 j6 [
/ s" b" c9 L1 J, g4.2、输出特性：8 {0 d/ ^! I2 }* D- T- g
4 C7 R! ?+ K) j# f. p5 L$ \
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：* p$ ~& s2 K9 \/ T' h
, B1 T F% f! Y/ R7 X
4.2.2、输出电压纹波：$ M- Y% k6 h& Y) j. D! D; T
; ~1 D8 v) r8 D8 w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。
) Q# g8 u( `/ ?8 A# a* j% m& m" Q8 y
) T2 ?) E6 O- f: N3 F! M+ s
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
- q) G7 H/ P# Z0 T
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load + H! B8 p5 d5 i7 \
R&N @ AC264V/50Hz,No Load 9 W# L- J" S' g: ]8 W ^
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
7 R4 V/ X! M' o) ?5 ~4.2.3、输出恒流特性：
3 }, w6 h$ m6 M. x' ^4 `! y
* M y7 p9 N& g/ ]& v6 D& k: O/ T! f" S
4.3、保护功能：
' X4 ?$ ]' |5 d& ?- m* |+ U. W7 p+ E& k9 w8 P2 g& A8 C
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
) Y( G0 C. K- J. j/ V Y4 |2 F# }! i- l) j
4.3.1、过流保护：9 B" D' g0 v/ S( F/ t
+ r/ w* l" E- ~) J5 p7 r4.3.2、短路保护：
6 E K" ~8 j6 ^8 `: u
$ O! S5 X, m) B$ K; S4.4、动态测试：
0 Z7 q1 p3 Z( e: C' j1 h7 `2 x4 B
2 {4 @) U: |) ^ q5 l; e9 B6 f5 U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。* O6 \/ ?! S* ~" P7 p/ k. V5 e
( g) @8 h" M- O) D2 s; u, R1 q1 X8 y( h' J9 |# [
AC90V @ 5ms
* @7 |9 h8 f5 R/ v5 u
AC90V @ 10ms , u( I4 W- n, [
AC264V @ 5ms % T6 ]" b: M9 t6 L8 w
AC264V @ 10ms
2 h3 ^4 ] @# e4.5、系统延时时间测试：7 s1 y! ]2 ~) y2 y. d% [
: @" K, K% d! n( x注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。: ]8 i, _4 E- f7 S+ Y2 x
- e1 \) D& g1 w
TON_DELAY @ AC100V，100% Load + o1 u7 T2 t0 e: V6 k A
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 9 A* W- k2 P& s8 i1 I* B; M: ^
THOLD_UP @ AC100V，100% Load $ \7 Q1 g* t7 A3 P1 b
THOLD_UP @ AC240V，100% Load 1 M) y/ q' B; N: T. H- E" t
VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load ' I9 e( P/ _. m3 {
VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load h m) n2 A$ A" i
4.6、其它重要波形测试：
9 l0 F. S4 t: G) E2 u8 n9 O$ V3 B+ q" K/ i, [2 ]
注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。# B1 f: O1 N" P9 R. ~! F
, L+ ^" i+ H& ~! R1 P% z4 D$ i
AC90/60Hz，100% Load
7 B! p* p! P0 j* O; V4 e- H+ H
AC115/60Hz，100% load . k( X* c+ O8 m( B' k
AC230/50Hz，100% Load / D! {; [$ u) Q. y, W; d" B
AC264/50Hz，100% load
. l1 z8 B" ^8 ?, ^8 i* [! z6 F `( g
AC264/50Hz，Output Short 9 H/ ~5 ]+ o4 y* k! C5 o' ]
AC264/50Hz 输出肖特基电压
/ ]( F3 i2 k. o4 L; [4.7、系统温升测试2 @7 l7 J9 i$ B, Z! u: h6 O6 \
/ O o+ E* F: J% o7 H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。
& W- r2 z* [+ V3 I( g9 E* Q: @1 d" Q" e( T
测试样机及配套外壳 # B" H8 Z3 r0 u1 s. \: l) k# L( I
温升测试：(℃)8 j6 U8 g/ L# J
8 h5 \1 n$ p( l, g0 E' M
8 C' j! c- o! F" |; ~4 j& [8 d
5、EMI 评估测试: Y" E% [) i6 y3 d+ U* W1 \9 O
/ G/ l0 T7 m& A% K5 B. A
测试条件：2 n0 z+ `% B, _
0 ~& o' U/ p" H8 T" S" _9 C S输入：AC230V/50Hz；
/ Q1 k/ e' B! U3 m+ v# B输出负载：12Ω/50W；
8 [7 z# G0 k! `" K限值标准参考：EN55013、EN55022B。/ ^- ~( s W' g( o* N6 l
6 m, i1 N4 T1 v' r3 d' H( O
AC230V/50Hz 传导L 相
7 C5 ?; c, P! C1 B
AC230V/50Hz 传导N 相
+ z1 O' D& w8 L5 s+ P F' u
AC230V/50Hz 辐射测试 - O/ t) ]4 z) F( |
|
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