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

3 r6 ^; l3 T$ p. c$ K
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！
* A6 o& U- I/ H: k
01、样机介绍
" M! }9 \7 `4 G' z& q3 l$ g0 V; y
6 i! y3 h9 e" p/ b' T5 k2 Z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。
# J9 z  h$ P, F5 j5 d& ~3 }

CR5269SSJ+CR3018L_12V1.5A 工程样机示意图

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

7 [* d6 ]% o9 u6 U● 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；
. }2 P, R$ `( i" _/ z. |& R7 p+ A+ V+ J● 具有良好的动态响应功能；
2 A2 Q, X- P. G● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
● 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；
● 能效满足DOE Ⅵ 和CoC V5_T2 要求，264V 待机<75mW；
; b( g6 j; U9 T: C$ l  V
基本应用
  F0 _: R+ f% f) g$ C
2 v+ `, q* d% i- j# b● 电源适配器
* D! f7 X, |( {1 |3 [8 X5 r● 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
) L! L$ {( {( O: \8 L/ s● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源  
5 h, p  Y. O2 n
" b+ a' l3 w% |  n5 ]# R引脚分布
( S" a$ I  d) G0 r# X! {: ~3 X. }# Q

引脚描述

7 D- ^0 C! n) f7 f/ `' k/ f% n

; z/ {) C2 g4 z: T典型应用
! v& W6 v( u. v

, L. N3 r8 ]' ~

CR3018L芯片特性：

  Z' l+ k( U/ t4 E$ n# e5 `" i● CR3018L 同步整流芯片可工作于DCM 模式和QR 模式；
( c5 a; D  c$ C* d  T% D* p● CR3018L 内置75V 的MOS；
3 ?- O# h$ _) E1 K: D  U5 X, ?● 较低的工作电流和较高的系统效率，SOP-8L 绿色封装。
; V3 h  g" g0 R3 S( O
( U- u& B" g3 H! c5 R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。

2 o% q1 y" x: h# g' ^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。

* N5 `( {1 p( Z. }7 a3 V# b9 }; T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。
8 p; `! h6 Q8 b! h" w
1 g' w+ [8 O: [$ N. T02、样机特性

  Y4 P! f% `! y, P, 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。

; Q1 U) M6 X+ P& b0 @9 [2.1、输入特性：

2.2、输出特性(PCB END)：
! p4 h' @6 o4 M/ e, y& U

) r4 N# O5 }) @- y% V% C6 K2.3、整机参数：
. P" J  n. b1 P. N

. J: b) L7 F$ k; v: `! c2.4、保护功能测试：

9 m# u7 ~" \0 f2.5、工作环境：

2.6、测试仪器：

! R# r: M/ b* b" Q3 j$ y3 h- }1 ]03、样机结构信息
  s1 |( c4 x$ G& s' m# ~9 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。

3.1、电路原理图及BOM：
. r: v. \* l) o; o& z6 n
3.1.1、原理图：
( D$ y, H$ F9 D. S6 l  x

* u  p8 C4 \( i& T; f4 ]3.1.2、元器件清单：

3.1.3、PCB 布局&布线：

2 `; [4 G- y1 ?  W; E

PCB 顶层布局走线

PCB 底层布局

, [: V9 l% \' H* J: N. m

PCB 底层布线走线

$ x, ~* A$ ^1 x+ |( l3.2、变压器绕制工艺：

/ S2 z' o; f, V8 y- A* j% o3 ?3.2.1 电路示意图：
9 E% C( [/ I) C' l! ~' h4 ]1 r7 w

9 \9 b6 Y2 S# |4 v& G4 A3.2.2、规格参数：
% c. `- v7 j; N3 u
1）骨架：EE16+磁芯加厚,Ae＝38.4mm²；
8 o+ B4 z! p6 _2）材质：TDK PC40 或同等材质；
8 S1 f2 I2 F4 z. f' `3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
8 Z' |/ p* S0 |2 Z1 L4）磁芯接地Pin5;
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质,宽度9mm 胶带；
5 \4 Y- ~: i4 `# K6）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）)；
4 [& S4 e! N7 c" w8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求:浸凡立水；
/ E0 Y& ?9 F6 s, X- N- C" _
3.2.3、变压器参数:
- m. p* O& z; y0 `8 |) l& a1 Y

# P( E/ f& `# P# O3.2.4、变压器结构图：
! c' v/ W* a& [& X7 |" L

6 B; y# J- h/ t$ z8 v1 y04、性能测评
0 n# T3 m, {" U  K) l4 e  _0 p7 z
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。

4.1、输入特性：

- a1 c: q+ e$ |, u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。
+ x: w" t0 C5 }) g
* j8 P. H' s$ _2 b表1 待机功耗
1 L+ C3 p8 H# x+ t& d* {7 z

1 U) M# P, o: X8 c+ }/ F6 m
( y% }! y9 i' B& V$ i表2 输出100%负载下的输入特性
7 R) Z( |" _1 a+ M* Q+ E: H

4 ^  n* i/ v2 `0 ]4 ~7 Q表3 效率测试（带22AWG/1.5M 测试）
# C% }+ K7 c4 r6 v5 X

表4 效率测试（PCB END 测试）
, A- j$ L9 V/ M8 X' ~# U

表5 能效等级评估

4.2、输出特性：
$ _( t4 v& p; z: [  O
4.2.1、线性调整率和负载调整率:

4.2.2、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。
6 v  n9 W. i7 Y3 ^" E

: N+ P9 P: E6 B; i% e/ f- Z

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

5 c& E1 v1 ~7 @$ T

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

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

5 F* F+ Y8 Z# O0 J2 d4.3、保护功能：
4 P6 U; h9 P4 R& \
* W; T/ o% D* i9 a8 |以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：
2 \' z" a2 X% D: K- a

1 r1 h; K8 |( R4.3.2、短路保护：
, n* V9 u9 L& z3 R) z
$ B8 w% N) R8 b0 G, S- I功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
3 w8 D- C; o0 t" b$ s

; T1 k! D7 _5 i3 v4.4、系统温升测试
0 W! Z. F* |! i+ e$ N  \
9 o$ ^$ Y& h* \; p& z+ k" A3 m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。
- w2 K) `% I% ~3 n6 N; z1 y
* O, |+ o  ~+ _5 ^* O测试样机及配套外壳
1 {$ s/ ~- U- I+ P& z

: V8 q# \# A! @5 ]2 a- j4.5、动态测试：

; z/ w$ ^+ J3 G  N/ h1 W$ h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。

& c0 ?" `0 n6 g7 P9 h' W3 ~

AC90V 5ms

AC264V 5ms

1 h8 C1 d: |3 [. X5 R  @

AC90V 10ms

AC264V 10ms

$ s$ x4 P4 k9 p; _* Y% N" v7 d4.6、系统延时时间测试：

9 X* X" h8 \+ h1 `3 J' o3 p3 m" L

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

1 C! n6 p$ @" M

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

4 [5 E% c0 ]# G) W0 x" [

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

+ U9 K; F# C: R, W1 s4.7、其它重要波形测试：
1 K7 v& L9 s8 s8 T$ ?& d

AC90/60Hz，100% load CS 波形

AC264/50Hz，100% load DRAIN 548V

! w: H) z, n- e/ a* q9 d; Z4 T

AC90/60Hz，输出短路周期1.5S

AC264/50Hz，100% load VD 67.7V

5 i- w" w1 s- L* f+ S05、EMI评估测试

) T) C* ^3 E! g2 C% P; N测试条件：
* V: p) ^4 b) G, |+ w$ F. {$ F2 \
输入：AC115V/230V-50Hz；输出负载50W8Ω大功率电阻；
" M4 k+ [7 z  D  @限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
( Q5 {8 u# S; y& [6 i
# l" q& ?, K) v+ Q! m" y4 ]% z

AC115V-传导L 相

/ G7 h4 ^9 Y! p1 E) _; d

AC115V-传导N 相

- I0 D, t# m4 y  m0 ?2 z% K% V

AC230V-传导L 相

AC230V-传导N 相

+ n, M9 L( W+ Y0 t3 Q' U3 R

AC115V-辐射测试

AC230V-辐射测试

6 L7 @5 e) ?4 m( M- I
% W# }$ s, F; l* x3 _