本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-7-21 12:00 编辑
" g" E/ \+ _! b( D( A
% R" n1 q" ~# N* V9 M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？, z: K$ t8 r+ U9 k F0 j
( x9 v% ?5 H& ], o8 Z
1、样机介绍
0 s$ e* `% H8 Q9 ?' B+ p: X% k) t2 }% G! Q6 n. t3 j5 | e
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。9 f& J$ s) d: p7 A, d# l( Q+ `
8 G. \5 V( s- |9 V# f, ^! F% p' F
CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图 3 J J! |9 r6 P0 H
CR5216SG( p. U7 m* r+ p: b1 Q) T: ~- F
; E& T1 d! b0 J. RCR5216SG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。' p( [" G0 B" |; Y! j
. P( P( M9 _$ E, y% z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。- k* H8 f, T# K& g% M; N+ x6 {
: \7 k! R; i. 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。: n0 K2 L/ O, v1 A# s! }/ S3 V
( g- a, ^% M& J9 J1 L' N6 k: f
芯片特性
: i. P' U9 f3 [. L) h x2 \3 o- X+ g- _9 L( E$ q+ s3 H. |% Q
● 低启动电流$ {) o* z# P! @8 F! j
4 f% L& O, c4 T5 f. c+ a# k● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
4 {6 X1 |* J0 b. c2 @9 }( F2 q
/ q) T5 M5 Q, C4 j9 l& G$ ?* O● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
: {6 ?; o _- F. v
% p# i0 O! V8 G3 n; R$ ^# U● 动态负载响应功能
; ]. ]2 ?* C# ]: `0 U3 _( Q/ }7 e! y8 R0 ?7 U: A/ o1 u
● 可编程CC/CV模式控制
: ^, y4 @2 _/ U. G' y$ [
* ]: l( X( ~9 _8 ^● 高能效QR控制模式
1 i& z- [4 }5 B6 ?0 p$ v& n% P" Q/ p9 f5 W! K
● 内置初级电感量偏差补偿功能
! d) C4 g% z5 K6 E8 x9 ^2 B7 w% c/ y& R
● 内置输出线电压补偿功功能
, [0 H' m9 y! [& |" Y
! \5 H! p. g9 x● 内置全电压功率自适应补偿功能1 p/ E! z) }8 S
; l9 L2 Q1 V! w8 A! ~8 N( }
● 无音频噪音控制技术/ L1 k8 V8 E- u1 A3 E/ J _% Q
" @1 i6 s5 B- [, C- a- N2 E i
● VDD端过压、欠压保护功能' B) |4 m, X, }7 E9 I% j# |
. o, p' j2 k& p( N. k4 l5 R& F
● VDD端钳位电路1 w( O) m1 B! x) f
o2 e1 U; p. Y% N) v- f! Z5 t● 内置输出过压保护功能
$ q2 ?; u" @+ g2 _2 A) k% X) ?% r1 z h. d5 q
● 内置FB开路、短路保护功能
0 y5 k, d# Z9 v0 v; Z+ m# O9 k7 X; A, _0 N: n
● 内置输出二极管开路、短路保护功能
2 `- v, S/ h: |5 m8 ]3 |* Q: D( i9 }% |5 P7 N
● 内置前沿消隐电路8 D* I) X7 H& Z6 E
* {9 y! ~5 n) z5 A, |. G( H/ G
● 逐周期电流限制
* f n% _ n/ C( U9 O: ]3 V+ g* t8 W/ K/ k+ J. `
● 过载保护功能7 _$ Y( d# T( g: N! N1 s6 S
5 u+ Y4 F& K: S+ h5 Y8 X
● 过温保护功能
3 ~9 `! w# p/ s) W, Z, @6 N' D6 ]6 H A3 ^: \* N
● SOP-8L绿色封装
. u. }# C3 D) R5 l7 P Y" J
O6 p- C1 @' ^% R* _5 S, j$ J* A! i基本应用
) ^7 }& W1 @9 w( H3 ?% D* K. t) R# D1 F1 m
● 小功率电源适配器
( T. M% P; C- v7 v; O/ [, ^/ w, y$ k2 ^
● 蜂窝电话充电器
1 o2 |" `; s2 ], y6 f
( J/ ^! Q+ g; H, t z● 圣诞灯、LED驱动器
5 F+ d! {; C3 z" C4 u. n. s7 i) j; [
● 替代线性调整器和RCC
4 r5 p. l9 ?) y% P- ]
$ _4 v3 M3 V6 \3 z8 E# A! T典型应用5 \3 t4 k7 T' W& e
: {$ E/ S) e- m3 G
$ w) M8 z! X$ g6 K1 f# f. g0 O; Z管脚排列
" P6 G5 o* _; L m j管脚描述) n- f# c/ k7 K8 l4 J
2 c+ ?8 L# S- P
( m0 P* s+ B* H0 I" V: l$ O
. f# N2 U, G8 w g T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。
: W3 u: [+ o5 |7 V1 r/ X w% n- v( Q! _1 [8 z: N6 n/ d! @
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。
. d" {6 e6 x5 H4 G4 z7 n x* C z4 l: A
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。
4 k7 z/ T, x' ?8 k/ d+ V' @; s3 H# ~. `
2、样机特性$ n, d" v" L7 G W( D' I- Y& w; ^
! Z3 e) b/ ]4 [: w9 Y3 R/ \
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。. Q4 m/ P! u l/ e! \
. l2 C' p0 P8 s+ z& |3 N! v2.1、输入特性：$ H( ? u- P( ~* K3 c3 v
$ r7 H* p% H9 n6 ]8 N$ V- _; a
2.2、输出特性(Line END)：
; I. m. _- K* a" H- v
! b/ z* H3 o& @; ~1 Q# o, q2.3、整机参数：
( i* ]: e5 \3 a6 a2 p9 d9 P: l4 P. v
2.4、保护功能测试：
% n+ u" P4 ~: @5 V- W7 p* [7 K2 v+ ]. p+ w; b, G) b
2.5、工作环境：/ o& u4 c0 M8 L+ s: P6 |7 B
8 {1 h, W) C, A0 E# W; Y" _
2.6、测试仪器：% K! t3 [# d* b4 J6 J2 p8 V
" J0 s- H; I8 ?6 L3、样机结构信息
$ [3 Y% U) M5 ]$ m( ^; X" @
8 R5 a, m% E$ B; q( p( M. v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。; H; |+ k% X: I, b- W
3 W3 u6 K+ N! l; w9 r) ]& `1 @1 g+ R3.1、电路原理图及BOM：
* e" i# s. j$ T. u C1 l6 H/ U2 k% f( m$ N- _6 d
3.1.1、原理图： U2 I5 S1 C/ Y5 I* w1 }
. W: E; ~9 V, |; E8 ?6 Y1 l2 _2 R
2 m" D( R! v" p, O5 |& m7 y5 `1 h
3.1.2、元器件清单：
8 k1 A( c+ S1 R5 m' i: ^8 z1 g5 t# C
! V. {% k- h( x3 e7 I$ y/ ^ Y
3.1.3、PCB布线：2 L3 h7 l" C' `' P9 Z
; M7 y1 f( O1 c* J7 n Q! g
PCB顶层布局 # l* L+ K; f* \
PCB底层走线 9 ~* A8 m5 ^$ G% X' w: h
3.2、变压器绕制工艺：1 @; n; D# e4 q+ B2 k% u% a7 R- v0 N; ^
' m J8 w. W7 j3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
) _, u# }, S& x: f6 G& C _
3 O8 c9 e& u* d: |5 F. `4 a
* }0 ^+ {4 E# |" R7 n; p0 g% `
# B% b& H9 J; {+ g3.2.2、规格参数：
5 A5 R. ~7 W$ A
* I, k8 b4 n' C, g; \1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；7 m s' Z7 U8 ^* B0 a
2）材质：TDK PC40或同等材质；
, T0 T7 H# E# C, U+ z3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；: D8 p7 g* U, K
4）N3：三层绝缘线； H+ w; y4 Y2 Y8 x6 ~2 m
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；9 m* m+ J' d# I3 Y" I5 z
6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；5 L7 W# U. A1 D# Z% C% A/ ^0 C* J' ?
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）)
6 D* f& w9 {$ P2 i8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
! I0 }* C; L4 ^& D6 z* g9）成品要求:浸凡立水8 s1 J h& L, a J) ]# v1 p* X
( ~* U* W# Y# B4 i( I1 K3.2.3、变压器参数：
: Z9 D" c* f/ E* \: h! v2 @' N& k1 i& W
: d7 Z6 h$ _: Y! P8 K
4、性能测评2 T/ x: K* d! W$ ^2 V r
2 T9 A3 ?; C# X4 x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。/ i; r7 e9 u. i, `0 |4 u) D: X
& Q4 `- I; ~, c3 t! Z$ J
4.1、输入特性：! t; q* m: n$ O+ P% c& H
" U k) M6 Y, X Q7 Y2 M- B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。
7 I h- }3 c9 c4 s
: o$ z0 l+ a6 Z$ q S% E: H! ~表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)& `1 |. ^5 G. v. h
8 ]. e5 N$ b4 R7 o' B6 U) G k5 p4 w9 z
表2、输出100%负载下的输入特性9 h; ~ H$ x. e3 R- _
. J! L; J0 S% z* L" m. H" V! o8 E
表3、效率测试（PCB END）
, e. W x+ b1 `; E5 I/ N6 t2 {! d/ ~1 W9 R
表4、效率测试（输出24AWG 1.5M） H1 T5 J* F1 h& O* `- b6 i" Q
, }) C" M3 a# u: x0 b; u4.2、输出特性：
( N& o3 @9 m+ J* R1 M& M+ ~! k' x7 x' E5 b
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
7 `( y& @1 p8 t: y& v* c& p+ i6 A1 n, z1 x) c9 k( c& `. B
4.2.2、输出电压纹波：
- W# p+ |7 X. x5 L
8 K! o! X& y/ h: v' x% H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。
2 e$ E/ D" _! M+ Z( L8 Q+ Y8 \0 I8 Q& H; V: R) r9 \
$ }! m1 T" H0 z2 ~, n
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
3 O. r" S2 L" \
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load ' ?2 V# H+ O% @9 X8 l8 V
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
" Y/ H% I$ x/ Z, d- B/ h, [
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load 8 C3 c0 j0 U5 Z# p
4.2.3、输出恒流特性：
9 S* d% \& |- X. K: ?$ i7 u
3 p1 j$ l. Q n- z% A
, m0 {: B/ c5 b* _9 Y4.3、保护功能：7 z. w9 _, Q$ n* p0 Q
( d9 B& |. A# m' w注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。1 y; U/ z' b. m. \4 o5 x8 D
5 E: U" ?5 }2 ~' o# y+ N
4.3.1、过流保护：3 b( e0 J3 B* F. A& S
) f) @) K% y M" Y) H
4.3.2、短路保护：( k6 s- m" l; f- |
& |+ W6 I7 l: L7 {, n5 Z4.4、动态测试：
" p; o6 X+ e3 b0 m; t+ V; p
, T' C1 @2 T9 m* K% t% F4 m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。
H; b2 z, V z# e& R7 I
& Y: u5 i% d( {' j1 S# ?* s4 K7 T$ T: q1 E- d
AC90V @ 5ms
& G& u. ?6 W* P/ h
AC90V @ 10ms , ^; e: V" ?0 v; A$ Q: [
AC264V @ 5ms
" ~4 A/ j- l6 L+ n3 d
AC264V @ 10ms y4 x& K0 M8 Y
4.5、系统延时时间测试：
4 F3 |3 @* O, X. X) O% J$ C# L" d1 b& i( i5 p9 a2 ^$ f
注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
1 ?9 X8 |9 U9 m3 j, l% S
# C. s3 Y3 m- Y+ q: |
TON_DELAY @ AC100V，100% Load ) A; ?% ~( {- H; {
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
# U/ `9 B C# V
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
* ?/ w, i) `( C5 B+ q/ P5 d
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
8 N) m4 I z2 P
VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load 5 w' o8 S; l) {* [$ Z# p3 e9 `1 C! n* i
VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load ' }( A6 V8 [/ k; |3 k8 p. l6 q. r
4.6、其它重要波形测试：
5 E: s% W- v7 |3 V5 B, S. f ^, j: l. @2 M& ^6 J0 O# z5 a0 y: a
注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
* y) ~, O5 v& _1 B0 B
% u" {8 p$ p" H9 q% D! t6 U0 J
AC90/60Hz，100% Load
) J" z0 X" a8 G
AC115/60Hz，100% load
8 i. f; E# T% @! L- j
AC230/50Hz，100% Load
9 i+ u2 z$ W4 t g
AC264/50Hz，100% load
0 |, _& R8 g1 \
AC264/50Hz，Output Short
5 k, Y( @' Y( c/ Q
AC264/50Hz 输出肖特基电压
. N/ U( w1 k/ n$ i# u4.7、系统温升测试
, V r2 Z4 J V7 ]; ^* K7 `" e) G; n3 Q4 o7 \. V' t
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。: J. U& f9 t+ l8 L
# P f4 H3 w- w& P
测试样机及配套外壳
: o% Q4 A. E) `温升测试：(℃)
: ^4 u+ J) B' \& s3 l7 m8 {. I- I5 d6 d: q) x8 S N
/ R( j8 C: g( Q }) `5、EMI 评估测试5 e% k, K6 E; {; a7 {" ^3 p7 W
3 w3 S9 V: @3 N+ J' y, C) h测试条件：
, j5 M% M t F" ^! ?1 X4 C
$ l' A P1 d! Q" a; F- B) i' O输入：AC230V/50Hz；
3 f1 s% @ A2 I6 R输出负载：12Ω/50W；
0 l( k T- N1 B" p/ X G( Q- x& b限值标准参考：EN55013、EN55022B。/ }& {1 c- a0 [' Y% I" o/ n
: _0 q- N! o1 w2 k! Y0 _* }
AC230V/50Hz 传导L 相 9 \' t3 V/ q1 g$ C( B
AC230V/50Hz 传导N 相 % t# P* q+ K# X2 D) E% B/ l
AC230V/50Hz 辐射测试
7 B5 y X' G1 Y' @ k9 I8 X, W4 R |
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