本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-7-21 12:00 编辑
- O/ `( n' l# X
" k7 o/ P% a$ o, r3 e7 @1 J1 e1 I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？. d2 e5 `" M( r+ ]/ E
7 e# Q) i) k* @3 L" q2 h
1、样机介绍5 d0 E* Z" k- a
/ r' t2 G0 s4 V8 r2 q
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。7 z' i+ _) Z5 M! m X$ N
+ e& R* U* H, Q; R: Z
CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图
! B& |, v, v, m9 \& Y; i) ICR5216SG
: f3 x5 A. f( P* s r
" K) q: k( u9 A% uCR5216SG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。$ A! c* ~* |! j( i7 P- O. Z0 B, M
g. e6 {" Z! w' t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。! _/ Q' J6 f) G' m' _: r1 H
. }1 {5 l' {1 [( 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。
/ Z) e- `& j2 `" x T
! u5 L: A% R# z0 _ y. X! q芯片特性: a( b2 Q0 h' B T" t6 Q
8 C, t" [* q5 A4 U● 低启动电流" i6 ? M% g' _! R D" L! F
5 a5 R8 z, P% W& N: b# ]● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
0 n9 ^1 @8 N( G* n6 B* E% [7 G6 ^1 l! q9 m
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
- N5 L* ]- O8 {: J
" |; g% d3 E3 c( G+ W0 c8 |+ Q● 动态负载响应功能6 s8 s8 p7 J( n" A0 W$ y2 J. a& s+ ]7 ^' z4 [
/ p4 D" a' G8 E: X2 E● 可编程CC/CV模式控制( r4 `& G3 W$ o, T# b+ [* |
7 A+ S3 j/ K; B) n$ {
● 高能效QR控制模式
& | ~1 K& I4 o6 K" e* Y. d$ X r3 y- y- G C
● 内置初级电感量偏差补偿功能* O6 c0 d6 i }- A
+ E0 Q x9 ^) ~: b5 u9 ?% }
● 内置输出线电压补偿功功能
" [* r! W6 I" f. I3 L
Z! f7 V; N! [3 L: ?% j8 v* S● 内置全电压功率自适应补偿功能
/ R5 C6 G, \; z$ E0 K2 g
) j+ P8 N, s- n4 _8 W7 ~( g6 q; e● 无音频噪音控制技术8 J3 X" P* y$ \ G# |3 S% g; w
+ O5 D; o) u# i/ _" ?9 v
● VDD端过压、欠压保护功能
/ I. l q# X0 A+ _0 e/ H" ~! R3 G# A% _
● VDD端钳位电路
( e* g- h9 C9 Y
8 r" c5 _ ~! L2 E● 内置输出过压保护功能& D/ H1 l0 m1 b3 w m7 h( K7 w
! h6 d+ O, o) _3 q; u& S* L
● 内置FB开路、短路保护功能5 [4 q% t; x# s K* {
4 l3 p5 M* o+ B! l- k
● 内置输出二极管开路、短路保护功能) s2 X# k) C/ P+ C5 m/ |" n. j$ x
; r- e. R, K) z+ I) E● 内置前沿消隐电路
8 ?" ] K. H' x' @7 G0 J9 B
5 \7 G5 l1 f& A! l5 p● 逐周期电流限制
8 Q! ^7 O4 m L, y C
1 r' g% E9 y) ]6 e● 过载保护功能
+ u0 j5 c# K% r' p) |: C2 T" G5 h& y7 k# F1 }0 Z$ H
● 过温保护功能
: P" h* F; \2 z0 A i( P+ P1 m& [4 g6 x8 s7 `& u- L
● SOP-8L绿色封装$ j1 E7 i, x4 \+ l
3 j7 x6 T( ]# N基本应用
+ Q$ @! I: g' ^3 L' E' L* |, |7 W
, l. l. [6 `& Y- {● 小功率电源适配器
$ F' V" b& S1 U0 g2 F4 c6 V) g, A: ?( O% w I( V
● 蜂窝电话充电器
* f3 X) R0 X( `" p8 W' r+ J3 i% O
● 圣诞灯、LED驱动器
3 @8 L6 G$ }" g( F
- \5 s& q4 A) d: x2 |● 替代线性调整器和RCC
+ B$ J7 }* h4 {. J+ A- ^# V+ |- W/ E7 j3 ?3 j$ ]: L
典型应用
9 p( C7 `7 x" l( q3 j5 n$ S1 Q. y2 b# s) s6 {9 S
3 w) ~; h3 a, ], Y; y
管脚排列. E+ B" Y, Q& d2 F4 y
管脚描述
& Y2 k4 ~* b5 I9 O1 N8 {$ S, l' J# V) O! K( z
, O- b& ]! V/ H1 {" {
" w2 V, I3 T3 N7 l* Q# D$ \( ^1 l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。 s1 v! |* }4 \& u
; Y6 O2 _; j% Y$ a7 l
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。8 j2 g3 e0 _& }" }
- N! Q3 X/ Z' n8 K4 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。3 b2 |. N: C9 {. u. s' E4 D
9 I* C- ^. y! \$ p: a f2、样机特性) \+ ?' ?* M1 O: N# X
; @ I3 {5 N5 A# D T0 x$ F2 B
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 X- _ S& s/ ^# K4 Y' Y; w
/ @; z" ?$ V% C K& M2.1、输入特性：" m0 ^ Q" T; I* e, m
! u1 a. K- j& j9 \! I
2.2、输出特性(Line END)：# O% M c. ?6 Z
5 m1 f, }5 h1 Z- C, D/ t r2.3、整机参数：
! _$ y. [( S, K% J$ V" k- ~
0 `5 p* }+ A4 ~8 \" X2.4、保护功能测试：
1 `: H1 y/ V5 W# N3 t" @
9 f9 o$ b# t7 f9 W2.5、工作环境：' x. f2 i/ o' s) H7 m* P' F. D
5 }8 ~% ^/ R$ p- b3 g6 {2.6、测试仪器：! u2 M$ P/ K) j
7 }: K5 B1 g% R# j( s
3、样机结构信息! G9 \% v% U9 H$ q: t- j9 q8 Q
8 w9 f7 C& N. a4 A, R; f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。
' }) g' R) S4 {+ E7 l M8 Z/ D" D) `5 S8 C% U- |% s: ?3 `
3.1、电路原理图及BOM：4 l2 _0 K. p2 B' m Z1 O, D
! N7 a' v0 O+ ]/ L- S3.1.1、原理图：! G) {1 J2 D1 }
" a% |1 {* e' d
8 k% v. {5 E5 D9 n1 N, s9 W
3.1.2、元器件清单：9 A+ ~ m6 s& M3 b' _% d' P& u
4 B# `; J* b0 _6 `
6 V0 Z8 d2 J; Z) m3.1.3、PCB布线：5 Q# \8 a [* m" r& M
- b6 C/ o! k" a/ ^3 k; t
PCB顶层布局
) f4 }; P/ O1 l1 L" Y
PCB底层走线
/ I' Z5 @( \4 g# i8 u* r% v: s1 D3.2、变压器绕制工艺：
. V; {8 f1 j6 Y3 n3 B% C" m$ N- t: ]7 W, l+ M. |8 l
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：5 b# Z( s# @/ b( d8 D5 _; Z0 ~6 c0 ]
2 _ m3 g3 l; R4 X& J8 m
0 n4 [) o$ m+ V) q
& c. C& k2 g9 M' H3.2.2、规格参数：
+ a v# y: y* y% A% u7 i8 z ^6 [8 ], i, }
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
- B+ P+ t) n1 b2 a. F2）材质：TDK PC40或同等材质；
+ e/ s1 F, Z1 u: ? ?' D3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
$ B0 F5 k; f7 N% ^* g. m2 g' G4）N3：三层绝缘线；& y) y3 q9 m. o
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
4 F1 Y* S d3 n6 J& W, J" r6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；! g# i+ u; m8 r6 s
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）)
4 N4 w/ t3 E' I% y5 d$ e a8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
. x5 Q+ J$ D7 `9）成品要求:浸凡立水
6 m/ |- N+ a4 w& U+ W; j( M, I
. G. p% `. l6 t) j w$ _ d3.2.3、变压器参数：
4 g* I3 T) M7 C2 F. z
$ H. P4 p) u: s4 t7 l% c5 z" t- Z1 o N) ?) H
4、性能测评, m8 @* s/ ^, w9 l3 N: e1 ~6 |
4 q# A9 ]/ V+ f( J
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。
6 I; n5 {. B' g. P- M+ a# I* R6 @* Z5 N3 Q% E
4.1、输入特性：
3 ^0 q. s3 c V1 B3 K3 h! }, a3 }$ k2 P0 f% x7 s, |* y# T4 d* n
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。1 {' r, s0 ]! {& x" V+ }/ w
' a) K) B" ]6 n+ S( y% w1 j表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)1 C: r" S* V r$ I9 |
0 B2 ?- z3 J, q
& L/ G9 y( h$ T8 n表2、输出100%负载下的输入特性$ h X, V( X8 v( q; ]& `, g
2 u0 f% Q5 j, Q表3、效率测试（PCB END）
7 T$ Y/ b0 @* O _: \# S
' Y( _$ C- K5 V表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
1 [1 z! k; ^" h9 E H' O* G9 B. K7 Y
4.2、输出特性：/ N- z/ f, Y' G1 j# Q2 _
; G! z9 l% ~. K0 q( r
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
& F+ d6 U' J' u4 D, {9 D8 g
2 X( j+ T9 b/ E* A) o4.2.2、输出电压纹波：
$ c5 y: g; L; o6 H; J' F: ? b4 W: R5 a& u; W+ z1 V
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。
, c$ L" E- q& D2 ~6 @, {! w6 A
0 K& F6 e! O/ ~* ~
+ K5 K/ e: F) ^: O0 I$ X
R&N @ AC90V/60Hz,No Load & Z5 B/ t% A0 F* b( o k
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load 2 W z& e, ~- c6 w. P4 W
R&N @ AC264V/50Hz,No Load 5 l! |. c2 f1 o" l% U
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load ; K' n0 I7 z; [) p8 b7 `5 M
4.2.3、输出恒流特性：
) d* ~+ E' A, t. l* R4 S4 s( Q, Z8 E7 m
" C# ^( L2 F3 G+ ]& J
4.3、保护功能：
; Q$ h* ]) O& L. D6 \% c( C
; o7 n' i$ x: L: s9 M注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。- o$ G$ h3 s$ Y+ D4 y4 t z6 ^
+ ]9 f$ L' ?2 T, a* Y" E+ T4.3.1、过流保护：# F6 u U6 D3 K, T- D
2 l3 P) ^5 h9 e/ m; ^4.3.2、短路保护：
2 d' F* z1 X! M
: o6 r7 `9 ~/ B3 \) x/ b4.4、动态测试：
; N- P4 U- \5 e5 h5 c
+ E; N; e9 ]. p8 {1 p1 Z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。
4 \/ m) P9 Q+ A( P2 G3 S. ~0 v) S
, w2 ?. F& k; s9 C+ F3 Z$ V c9 V0 Y: P7 \& t- ?$ [3 k
AC90V @ 5ms & @# C( I- j0 e! x& s
AC90V @ 10ms 4 s# L- a; q* ~1 n0 g/ U5 i
AC264V @ 5ms + P3 w% u. b0 E/ @! z1 r
AC264V @ 10ms ! k8 t8 E& z9 l( r e
4.5、系统延时时间测试：' ^, X/ ~! W( ~& \
+ m6 g' n g. t3 _; a) @! x注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。( g' m) @3 b8 c9 i" }/ U
- s3 H# o7 _) b( t# g
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
( g* T$ N j& l4 s' ?
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 6 B$ @6 h* R# a
THOLD_UP @ AC100V，100% Load # T. Q% t I2 b! f
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
/ }/ g1 T9 t* O. ~
VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load % y0 y6 |- W9 t' k: Y( T
VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load
& n! L+ X/ @5 p, Z4.6、其它重要波形测试：
& Y' v& y# G( p
# s8 h [# O; n' w8 W注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
& r" D+ B$ ]( }0 [4 M; E' I0 p
7 J* H1 O' |) c! b; T
AC90/60Hz，100% Load
9 X$ |$ I+ T# Z
AC115/60Hz，100% load
" {: K8 P+ n2 r5 z
AC230/50Hz，100% Load
% q( B! N4 [6 G2 Y! G
AC264/50Hz，100% load
/ Z4 u& f, i& X* M* _3 }
AC264/50Hz，Output Short & @: M4 }9 [2 c9 F" D' }
AC264/50Hz 输出肖特基电压
" j& K4 f6 l0 B8 Z) l) C4.7、系统温升测试
: L; S. M+ q7 _$ w5 q# U8 G/ y
. n7 a* M: a0 |% 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。
( g4 @/ Z4 x: `' S' U5 D
2 ]' y3 _3 y7 f/ J8 Y, M. ~5 ?* d5 Z# ]
测试样机及配套外壳 & U S9 C. f2 h2 [# I' W
温升测试：(℃)# z) _& f% k6 {4 F, n# n
2 n ?3 H B8 L4 \6 q4 O: s) @5 j% |" t) Q7 v
5、EMI 评估测试; ~9 D! y4 h) k
: C6 V& d6 H1 u0 S' }测试条件：5 i4 G" \* P; m, u4 M$ B
+ y- E. x6 P8 ^2 w9 ?
输入：AC230V/50Hz；
, Z P. F' F: \' ]2 h输出负载：12Ω/50W；
( C% k& K( S( l) m限值标准参考：EN55013、EN55022B。7 f) e) W' x% M, v
9 B/ w/ I7 k- Q3 Z: Q# q: i
AC230V/50Hz 传导L 相
- c5 D- p9 T3 O; z' Z
AC230V/50Hz 传导N 相
# g b. j( m( ]$ C% g
AC230V/50Hz 辐射测试
! W y! ]* k' D5 y- k2 t4 ], B |
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