本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-7-21 12:00 编辑 0 O; |+ R Q& U8 o7 T" M
- ^5 D, E/ o% V4 Q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？% C- u* ~) V$ c D+ O
2 R' a. V( J' G/ C- Y% L9 ?1、样机介绍
( t4 \& e i+ }8 k
& G9 [4 ?* o. e+ t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。
; _" P* N* r: `4 D! a" q; ^& U* Z2 l7 _4 z# W% n
CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图
1 i1 Y- i- X8 s% z5 V* TCR5216SG
* s; |* o8 Z" t5 a$ ]
' r1 t! H$ r/ G9 zCR5216SG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。
% b5 K5 W! b) z: ^: g; ]* w' O
! z: o- ~1 Z1 L' [" r! `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。; B* J1 T" Y6 @! ]" E( C" d
; s) G$ {3 v- v8 J% @
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。
) F4 t. p" d2 c5 ?* g. C; \, c* G; X- o, w( w. t: z6 \
芯片特性
* L- c( E( H8 J0 y3 L# m2 X4 w7 q. C, X ~5 m
● 低启动电流
! _; A8 t$ o% L
+ p1 v- d- y( m● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%: Y6 W) s, b$ O3 v
3 O7 ]4 a+ y" _3 ?+ ^; y
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
/ T% n* e# a. N" `& Z9 F9 b& c! ]' X' w, C
● 动态负载响应功能
% B1 r+ f& Q* M) c8 [6 N0 [6 X8 ^) D2 J' W+ J: K5 L5 |
● 可编程CC/CV模式控制
! o5 W# q. s3 W* I
$ Q4 J3 e' C2 i9 C! V( p+ k, B● 高能效QR控制模式
' s: D# {$ }. y$ g( ]" z! T5 ]& X& `, p, |
● 内置初级电感量偏差补偿功能& [2 Z l$ K% }0 x: c0 l& t" R
/ l O/ _ l; q4 W● 内置输出线电压补偿功功能
9 E- J+ h9 e4 h( q" S6 X; O- O. f- o+ A! J
● 内置全电压功率自适应补偿功能
- X+ M7 s6 _2 l; L
5 w7 h3 _ c$ M. s$ P● 无音频噪音控制技术
" G" r2 o6 z* x0 Q& m- l
" ^4 C( o" q3 \& w4 u+ s% ]& V● VDD端过压、欠压保护功能6 e* H& J: Y2 i1 o' z1 F3 D
5 j, f3 c9 l: Y. B: {7 T
● VDD端钳位电路5 y: W, g+ @8 i) I2 f( e0 W* E
/ @- O2 N% Z9 p- I1 X● 内置输出过压保护功能4 |0 n3 d4 I' ^6 _2 d
! |! ]7 {& n. h/ T" F L● 内置FB开路、短路保护功能( e8 b9 p& P9 ^2 \ a2 b- ]
" p f7 X5 H9 j
● 内置输出二极管开路、短路保护功能
% M: c. N9 j8 a `$ Q4 A$ a8 M, C3 T8 J2 L; w
● 内置前沿消隐电路1 A' M* G9 ]9 [9 U Z1 X
& [& L; ^$ R; M4 b7 o$ B! n
● 逐周期电流限制- e8 i- k; [7 @3 _, W
9 C) x8 C4 {0 M& i, b$ O* u( Y● 过载保护功能 l) v! ^$ _- W' c) `
9 m- ]5 J; y8 e/ C4 l" i l● 过温保护功能" h: R4 E* k8 I' c. a3 c
3 d. ]/ H) i2 D5 E● SOP-8L绿色封装
6 e( c" f& R& k: d. L) G5 a8 B6 { _- C: l( F7 j4 {
基本应用
1 }& i! z# U+ E \
. u# j8 z. u2 B● 小功率电源适配器
: \2 t# o) y( @$ O7 ]" Y
) A1 w0 w# L2 n● 蜂窝电话充电器
7 _- C k2 v2 k8 Q
5 _- h3 a# W/ E7 `( q0 `5 t. s● 圣诞灯、LED驱动器. `4 I' c2 W" s; H6 d/ ]! M
3 G) K9 n+ ~1 O4 E8 ~
● 替代线性调整器和RCC
% L$ `& S/ a8 Z! E+ |7 S
2 u1 n; ?9 B$ {, P典型应用
/ U2 f9 k6 S) T1 E5 m9 e* e! T% F
2 \# g! f: c/ p管脚排列
' M0 M/ k, L/ T管脚描述
d# i) q s# P1 j9 Z: J
C" e- n- Z. D8 S# u* g7 @$ q' X3 ?0 D. U+ E2 U5 L `
2 U$ ?' j! |; `/ a& a. }( l" h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。
) a+ g1 k/ H$ W% w( ~8 M+ [
1 w- ]: v( p) k, v" e# g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。
! f" z: N7 L5 v8 c/ M$ K
8 ^# i2 y- s1 H; }7 l8 f1 x% X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。+ v( r U2 x2 l- W1 X; C' a
5 Y4 N5 T* S5 U) y# y2、样机特性
3 x8 X+ I% f3 c" T* Q$ `2 b- J y+ m) K. W0 }8 i% t. b$ F% \+ 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。3 C# ]- {' _8 N4 j/ s9 S
2 _1 v/ w8 N2 W9 v* e$ C2.1、输入特性：6 E: ^6 w" i' T5 O" C
. z9 T6 \1 A8 i, _: f# \9 g4 U; n2.2、输出特性(Line END)：0 L+ z5 r$ [( S |
5 p& f7 R& U6 B
2.3、整机参数：
. B3 S9 d" l h6 L+ A8 n7 O
, |* a8 b+ X) e) z& a2 ^% G9 g2.4、保护功能测试：
5 t- `8 d+ ^- P; C. q# J5 L3 }4 _9 P" B; i& b# i
2.5、工作环境：1 D5 ]/ H) {* ]$ h9 q
% Y5 l0 A$ c" R# u; M$ R
2.6、测试仪器：) c. ?7 @% D3 h
+ N& V6 B: l8 N- x% K R3、样机结构信息
( k5 ]1 b: [0 v1 A; j* @- L1 e* L( o! k- q* q( z( {
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。7 d& T- |6 o# [0 v2 u2 g
- Z* m# P- n" g K3.1、电路原理图及BOM：* n+ z$ n& |( Z4 \
4 v: {- @7 L) Q% @1 q
3.1.1、原理图：
" V$ A8 o4 h# `, M+ Z. E
' x! j9 S3 S- r1 N; C" c8 r9 X9 ~3 Q. W4 X
3.1.2、元器件清单：
: A R, t) W% D; v- ?
4 b, d- C2 z ?4 W
7 y" E/ {% v" F3.1.3、PCB布线：
5 h6 G6 t4 b L. V9 p2 J" y+ S* |9 u
PCB顶层布局 & p" r# l& Q; V9 v) A' u8 l
PCB底层走线 8 d% Q, w, {" t. ?4 x, Y+ q6 e
3.2、变压器绕制工艺：' l& ?0 N2 h- p, ]- D/ U* Z8 V
( Q$ C8 e- `$ _; o" l3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
; \% k2 t% F2 Q
* B5 {1 ?, J( e% o* r: n3 E7 J
! w* ?, [3 r8 K, ~
, \6 V2 [2 f" Z+ D3.2.2、规格参数： c, V' |7 _6 V
+ j" T' O; W8 b$ y( G
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；6 r, J2 J" v" e9 D
2）材质：TDK PC40或同等材质；
* [) `7 j6 C! h% ]( x# Q2 W3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
7 q6 C1 d( V: O6 p5 l4）N3：三层绝缘线；3 {4 M( Y5 P8 f f* s. f
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；- q# ?+ h5 f# B3 H3 q- H
6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
/ H1 m8 Y' |( e& O: k7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz）)
8 B5 Y3 K' d4 X% D8）耐压测试=3KV 5mA 1Min/ F( E+ P4 x8 D o( M' A/ G
9）成品要求:浸凡立水
+ c+ J" i! a1 C m
/ n& U3 y9 p/ M- [# M0 V4 b% v3.2.3、变压器参数：
) e2 P# ^( N4 x' e3 j- \+ Q C0 V$ I0 @8 ]
' s" E" y0 ]( [* \6 r; }
4、性能测评; i: i/ A F( {4 n2 [# N% E
* C7 _5 Y7 L' I, \, u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。2 R! C- r3 }& x- e* s, L
- ?2 S. s6 u1 y8 _
4.1、输入特性：
8 }0 ]4 P/ o6 s5 Q' U$ |7 X. e8 L* G7 `- O. y
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 R2 G/ @# J7 u- b- o7 N* O+ J
# v+ s- X3 Y# X) a表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)
r: W+ e3 A& [& | {+ ?4 w9 Y4 |4 _! k
0 r* H$ G5 L6 I5 ?. I+ {+ c5 W! u- F
表2、输出100%负载下的输入特性
) [; `* e+ Z' L1 N4 t N* n& ]! k2 A% B8 k
表3、效率测试（PCB END）& n6 }8 c& Y( J) O; ?/ i
% L3 i7 \/ A; U+ l' \. G% C
表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）4 }& J" a6 Q% S( L: e" v
$ ~! ^8 L' c# N+ |: ~% ?& K B: u& t4 w
4.2、输出特性：
: H8 s2 v5 A* w* X5 [1 i) c" R: B
4 n) d7 f4 L( P! w4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：0 i: N8 C7 [4 Z
; v; h1 l* [/ S/ O8 C+ i4.2.2、输出电压纹波：
+ [; b7 `/ b2 A! X
. a0 ^+ _( s+ C. Q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。
' z+ R, H+ O) X8 I
# w( ]" a( e$ l& r- @$ ~
) N4 e% u' a, r; p/ L$ f% w
R&N @ AC90V/60Hz,No Load ( ^7 T. Q c- v
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load - t$ o" i% F7 U+ O) F% R
R&N @ AC264V/50Hz,No Load & j2 ~1 X8 T! w/ o6 Y- R- @
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load 9 Q/ `4 P# A* q5 z* |- h
4.2.3、输出恒流特性：
, P! Z6 u- y1 V
7 b3 E) ^7 K$ c! M0 m7 V; _" C ~: E' J5 S& c
4.3、保护功能：4 F. d5 _, T L9 I3 ~' W* y1 h
& p Y) @2 l6 q( T4 N+ \7 @% O" I注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
! u% ?% u H* S( p' `5 t' S9 a/ ], [0 X# A3 o: |
4.3.1、过流保护：9 P6 [( A. X! W1 k1 s
, w4 r% C+ M2 M" Q0 C9 a4.3.2、短路保护：* \& J! A9 [" B/ s# i- {0 a
) L" v; T8 S% t% H
4.4、动态测试：" ?7 u2 ?5 T( A$ {
" @& f5 ?7 Z3 J9 A# ^. l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。" L, V. b1 N4 B' d0 s0 z
7 W. N9 u5 h9 M" K2 L$ I
6 W) K6 B, j# z' o
AC90V @ 5ms
* Q+ j( r5 u2 h# w: m- Y
AC90V @ 10ms ' {* f) Z- v' d6 u' I. m" m1 _
AC264V @ 5ms
; |2 s# g0 t2 Z: p& C7 C
AC264V @ 10ms / `6 ]$ r/ N9 X: M+ u6 H
4.5、系统延时时间测试：) t* I9 N7 @3 @/ K/ f
. x# B, X) w" Z x" D& o
注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。3 ?3 q* F- D9 ]9 S" x# {
0 j$ z% O* r5 ~6 F5 @+ C
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
6 ?- c7 P5 i$ i6 [
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
3 T8 U$ F4 f& [2 }: f3 B6 ?3 f
THOLD_UP @ AC100V，100% Load % v/ d4 S/ k* `9 D$ M% N
THOLD_UP @ AC240V，100% Load " j4 I; s% P7 F7 g
VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load
* @8 @9 D4 l" _6 g
VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load
# L% h. a9 {8 ? u3 Z# c4.6、其它重要波形测试：
1 A8 A I, \5 p# L. y, I! V9 I: x* s! C0 {* J" U
注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。: v( M8 e& f' G4 i
* T. }# ]- y; \! V2 E
AC90/60Hz，100% Load $ I$ n- P" r0 X( D6 A7 n' T# u6 s
AC115/60Hz，100% load 8 Y; O& X% i1 `1 W) K
AC230/50Hz，100% Load
* C E- K9 D' |9 R
AC264/50Hz，100% load
3 W5 O) e% N4 ]' t1 U
AC264/50Hz，Output Short ' v7 l+ @' l+ m6 f$ F" T6 G
AC264/50Hz 输出肖特基电压 7 c8 n4 V( k0 {
4.7、系统温升测试% z: j4 r5 n) t' T9 ?2 e3 G6 Q
# s7 L; D4 I5 O; k8 Q
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。% h% B" {2 A' w4 ]6 Y; e: P
' P) W' I& B7 k
测试样机及配套外壳
. b! N( g! d, m9 m3 B' O: \温升测试：(℃)' f1 G8 N7 L) Y# O' [6 v+ [ Z
! g. e1 U& w/ B! X: i. g3 n& n$ E# I o d2 l
5、EMI 评估测试
4 E6 y' e! q' i0 U+ E" A% l3 O" a3 U1 N, C4 p
测试条件：/ e# i$ z7 o5 b* r* O
& R4 f, `, F1 x; Y5 |) x
输入：AC230V/50Hz；
* q+ V5 u0 \2 ]7 w! U5 \- _: Q& A9 }输出负载：12Ω/50W；+ X4 E, H5 [/ S" |6 _
限值标准参考：EN55013、EN55022B。/ A% s8 @9 L R3 D4 P
9 f+ y% |# @% V, i, l( d8 d
AC230V/50Hz 传导L 相
5 E9 e& E6 W+ \0 |
AC230V/50Hz 传导N 相
+ w7 \( j$ f) p* ~& j
AC230V/50Hz 辐射测试
! W3 H f# K+ t |
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