性能优异，内置多重保护措施！打造理想的18W充电器方案

思睿达小妹妹

5 p) K* X" k& s' }
接下来，我们给大家带来的是基于本公司主推的CR5269SSJ+CR3018L_12V1.5A电源充电器解决方案。对比之前的电源充电器样机，该样机的特性和结构信息又有什么不同？其能否满足客户的要求呢？一起来揭晓吧！
- ]" Q9 q# s% S) U* v# I" l4 t
/ p$ D0 ]6 \# p- O01、样机介绍

该报告是基于能够适用于宽输入电压范围，输出功率18W，恒压输出的电源充电器样机，控制IC 采用了本公司主推的CR5269SSJ 和CR3018L。
" T9 o( ^5 W, E( U3 A' f- P  L

% q/ t' _8 x6 v' A- m7 q

CR5269SSJ+CR3018L_12V1.5A 工程样机示意图

# {- z; y0 G$ E* ^CR5269SSJ

CR5269SSJ集成了多种功能和保护特性，包括欠压锁定（UVLO），VDD过压保护（OVP），软启动，过温保护（OTP），逐周期电流限制（OCP），过载保护（OLP），SENSE引脚悬空保护，GATE端箝位，前沿消隐等。

芯片特性
/ y. }+ @/ c; ?4 J1 b
# I! Z$ Y: D7 p7 d$ g* ~) O● CR5269SSJ 是SOP8 封装的新型反激功率开关；
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
● 具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
● 具有良好的动态响应功能；
# ~& s" J* ?: B+ c4 I● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
& N. U9 a% H& T● 电路结构简单、较少的外围元器件，适用于小功率AC/DC 电源 适配器、充电器；
; X% B' G" Z1 M) B$ X% B; x9 Y! k● 能效满足DOE Ⅵ 和CoC V5_T2 要求，264V 待机<75mW；
' |* Q: g! G. z! i% Z5 z& T
基本应用

● 电源适配器
$ f( @: K/ M& [( }! a& g● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
● 电脑和服务器辅助电源
1 {8 I% ~) b  K● 机顶盒电源
' [6 v" b& V& A, l3 M* S● 掌上电脑电源  

引脚分布

5 a+ m/ E$ F( Z8 R8 a

引脚描述
) x+ u" f" s5 |4 T" l( s- x; z  q4 W# i

典型应用

" {' U5 k; q' |# H3 d# ^! f

( z. q5 t4 E# Z: Q  n' F3 j/ nCR3018L芯片特性：

# u+ a! G0 {1 ~● CR3018L 同步整流芯片可工作于DCM 模式和QR 模式；
● CR3018L 内置75V 的MOS；
● 较低的工作电流和较高的系统效率，SOP-8L 绿色封装。

& _) p5 y& o1 i6 t) g样机PCBA尺寸：62.6*33.7mm，是一款全电压实现12V1.5A输出的电源充电器。90VAC满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗仅为66mW；全电压输入时平均效率>87.4%；能够满足最严格的“COC_V5_T2” 能效标准。

  }* c$ N: F$ D样机具有良好的动态负载能力；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。
: a2 m+ I6 B. b9 G$ m
% N; _. F) A6 f4 m( m& C8 X样机的变压器，采用了EE16+加厚磁芯（PC40材质）。变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。

. y' E& C1 x* Y& O02、样机特性
0 Z# g0 ?3 K5 w$ _, g
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。
0 K+ s$ r3 i- ?4 Y  q4 W
" n* ]% |. X. K9 D& N9 o4 T5 P2.1、输入特性：
! k5 v/ @! E8 d" \! k: M

2.2、输出特性(PCB END)：

3 x9 m9 U! A, g  G! y! c
# W2 r$ e' M' b2 R9 A7 P2 \# d2.3、整机参数：
7 o- i, S% Z# C  J4 {

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
8 a7 V& ^8 B+ q8 [0 i

. o: S0 r6 P9 M3 A6 Q8 S% n2.6、测试仪器：
, ~! s% @' O# ?" l6 _( G0 R

( p2 R# z& ?6 U0 p/ m03、样机结构信息
3 C# a! r  K+ y6 u: r7 U
% V: M% z9 r9 [1 x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。

! l' y) s3 k$ i1 W- G3.1、电路原理图及BOM：

3.1.1、原理图：
. b( g$ Y% y# W, @% P  g

) D: ~" W# t& }: l/ C3.1.2、元器件清单：
0 f. `! }2 _6 w' I5 r

3.1.3、PCB 布局&布线：
  B: N' L" _9 E, q5 L0 Q

PCB 顶层布局走线

PCB 底层布局

6 o5 @3 o! G) [

PCB 底层布线走线

3.2、变压器绕制工艺：
# l, y# \3 }. r  L# N
3.2.1 电路示意图：
$ l, g) C) \4 k2 |% ^4 ^7 t
) _/ f! Q' q; D0 |( ^  O7 h! \: \

+ u, D' O' f3 K0 g3.2.2、规格参数：
5 D0 M+ z7 ~, B0 y  I' T9 F
. _1 Y7 T5 T7 i; _0 V( I. T8 N1）骨架：EE16+磁芯加厚,Ae＝38.4mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3 `! X8 @8 G. f# ^1 k, c. i3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
7 q' Z/ H/ t! I4）磁芯接地Pin5;
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质,宽度9mm 胶带；
( U0 [- e% T( @0 i: j6）初级绕组感量Lp：1.1mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3 V，10kHz）)；
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求:浸凡立水；
3 M/ j4 q2 s* G' R: O2 k
3 ]( c/ g3 R/ c: E# _3.2.3、变压器参数:
! |7 v" Z; p8 b% W1 \; k: t- V

: f. y, p8 y7 Z) v+ U8 Y3.2.4、变压器结构图：

04、性能测评

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。
: H5 ?  I0 Q* u
4 O" x2 y9 y$ i3 y$ f4.1、输入特性：

- N: T8 k9 f3 N0 ?4 {7 S+ e3 I) w! ~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。

表1 待机功耗
( U! T& e6 M9 |# ]" C

* j" C( A9 k  B8 k
$ z" @' T4 @+ }表2 输出100%负载下的输入特性
- [2 y! U/ c4 M- u

表3 效率测试（带22AWG/1.5M 测试）
. ]. \! H1 ^2 t. x

) S  i# [7 T3 Y3 w: I& m表4 效率测试（PCB END 测试）

6 ^: [& h3 Y( R/ R1 ^8 y/ G表5 能效等级评估

5 A7 @2 L  s/ I* H! k* B4 E9 h4.2、输出特性：

4.2.1、线性调整率和负载调整率:

3 I1 R0 @9 k! a3 f& p% u4.2.2、输出电压纹波：

注：纹波及噪声在USB 测试端并联0.1uF/50V 的瓷片电容和10uF/50V 电解电容，带宽限制为20MHz。

% \0 W) c( x: x, {9 o. J- d- x

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

( d7 J' s. C4 v  S3 i/ ]( t

R&N @ AC90V/60Hz,100% Load

& T. s! J% k" ~( J: f

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

7 {1 }: A  K# a% Z" S' m

R&N @ AC264V/50Hz,100% Load

4.3、保护功能：
4 z. ]  g+ _" d, C  v! O5 l
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4 d- j2 i: j, [; m/ M% V& E/ `
4.3.1、过流保护：
( d/ [# r- p" i1 L! s

4.3.2、短路保护：
+ J( a8 ?0 ?5 L1 U7 O
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
+ D: I( E/ d9 p4 `3 R" G

" H* ^5 R; h4 D6 h
4.4、系统温升测试

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1.5A。

( i" V) _. ?6 s, s测试样机及配套外壳

* m0 a8 I* B( \! d3 ?3 e3 f4.5、动态测试：

输出动态负载电流设置为1.5A 持续5ms/10ms，然后为0A 持续5ms/10ms 并持续循环，上升/下降设置为3A/us。
2 r! Q- U& ^, n% @3 D( |- t
! R# `8 j4 c6 O

' X5 ?% `4 j: q# Y) X' p

AC90V 5ms

AC264V 5ms

9 j$ I" }, E) V3 m  F

AC90V 10ms

8 C) i0 i& V/ T" R- U, t8 X3 @" C/ c, j

AC264V 10ms

! z! L/ E( J4 r8 g+ H8 @8 ^4.6、系统延时时间测试：

2 t% ?" j0 J% ?) g- {' E3 b! y

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

+ j; d" D1 s3 k) A( a1 X- T8 T+ h

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.7、其它重要波形测试：

AC90/60Hz，100% load CS 波形

AC264/50Hz，100% load DRAIN 548V

  s; E8 V# ~7 n- h# _

AC90/60Hz，输出短路周期1.5S

AC264/50Hz，100% load VD 67.7V

, f, U+ J: q8 _. q  l1 D. m* o05、EMI评估测试

测试条件：

输入：AC115V/230V-50Hz；输出负载50W8Ω大功率电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
+ k/ a4 w! u# a% a9 l# A/ B' `4 q
- z+ H" G2 r4 C2 g0 {3 Z: c

AC115V-传导L 相

( W, k/ q* {/ @: Q, \' f6 I" s! G

AC115V-传导N 相

# X0 ?$ x  Y3 ^/ q7 V

AC230V-传导L 相

AC230V-传导N 相

! H$ s! X2 E9 A6 [+ z. X

AC115V-辐射测试

  G+ M8 R9 w! ~' h4 Q

AC230V-辐射测试

! d/ n3 [% q2 g  ^! r