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

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！
+ K: g; Z! y9 C& G1 n1 G, c
& J. g% d9 S  `) z01、样机介绍
. `9 [! w& v( _3 G2 K
& p4 f. ?6 [( N' q* x  ~) T* P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。
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# o) s) M; X( I  B' |, H

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。
1 @3 A' t' |- s5 I2 k, S, C
芯片特性

● 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；
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
) v) P  w+ @4 o0 T1 q$ m9 a. V● 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；
5 ~: D4 @. P- Q- Q  }● 能效满足DOE Ⅵ 和CoC V5_T2 要求，264V 待机<75mW；

, u/ p' p# ^5 S+ m% s' [2 }基本应用

● 电源适配器
4 c) O& `) E3 O% V% {● 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
● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源  

引脚分布
' r9 Q) X; ~! r, ?7 y/ b
  _" I- Q1 d8 g0 ]: y  F

引脚描述
& I. o" ^& |$ ]. T( w' M' Q4 v

典型应用
6 ^2 W1 q# Q! M- P, h" j/ z7 ~

8 n8 W# N9 E) w: p; e. gCR3018L芯片特性：
9 _% v! P1 I( |
2 A# m' m' x  ~4 D% V1 L● 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。

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 |7 U  F5 A; P6 {
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。

* v4 f5 |% x9 \. K* ~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。

02、样机特性
% p6 e- R0 b) k5 I0 O2 H& p
) [; Z3 j' j0 d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。

2.1、输入特性：

5 F; W4 {* ]. I& d& E+ n
( C( J; L  b& [! A; f# I2 I1 \  j' C6 n2.2、输出特性(PCB END)：
; ?( T: E; H! u/ P) D; ?) B

8 I. r6 D& M0 r2.3、整机参数：

  c3 Y6 V$ U/ Y$ f; w2.4、保护功能测试：
9 X0 I  \+ v7 k

2.5、工作环境：
* y. ^( F  k6 Y2 U, k$ k, n$ l

8 X& e0 V8 Q3 t# Y% e3 X+ W2.6、测试仪器：
- F2 j1 Y$ H6 [, u  w7 U

03、样机结构信息
) v; O5 z) J* N8 D  o. R9 j
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：

3.1.1、原理图：

3.1.2、元器件清单：
9 P3 j0 A, k5 b

6 c. F2 r; m8 ?& O) U! _8 W' C+ y% n2 s3.1.3、PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局走线

" ~8 B. u8 z9 k1 c- i

PCB 底层布局

! m( u0 {1 ]' `' g( a: _

PCB 底层布线走线

3.2、变压器绕制工艺：

3.2.1 电路示意图：
" I6 m6 V6 |( d' a
. K" f9 }3 J- S

3.2.2、规格参数：
1 r. h; F2 w2 v( }/ w# r
8 o1 V% g9 ^1 U4 e4 {. }1）骨架：EE16+磁芯加厚,Ae＝38.4mm²；
7 N! V/ h, d" S7 a2 m6 b2）材质：TDK PC40 或同等材质；
% ]  `4 J' k% I2 E) l) a3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
4）磁芯接地Pin5;
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质,宽度9mm 胶带；
. \- q# n  f8 x5 _6）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 G$ c& [3 b$ i8 E7 ^0 D8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求:浸凡立水；
! R8 B; r8 O( b/ X5 B8 @9 O; d
3.2.3、变压器参数:
3 H4 m. ~0 |% v6 b! r' s6 O

3.2.4、变压器结构图：

04、性能测评
4 T) f. u( R2 m. q; K' ~
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。
& l: C/ U2 d5 i0 g- s
4.1、输入特性：
& o" ]4 F# p* s/ r3 s. 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。
% _' X* |0 o# @. Y
表1 待机功耗
5 w) L& A9 Y! u/ q

表2 输出100%负载下的输入特性

. H5 k; L: U  T) N; K表3 效率测试（带22AWG/1.5M 测试）

  k+ d$ P4 x% x$ [7 y3 G表4 效率测试（PCB END 测试）

$ K6 Q7 T. T( t! i表5 能效等级评估

8 q9 e. f) n  c9 X8 J5 n0 A, C4.2、输出特性：
/ V/ g' B3 [2 b9 P
6 U# P2 t$ j; c! |; q" g' Z8 u4.2.1、线性调整率和负载调整率:
  b- y3 c' Q  `

* |6 d3 v- @  q. c4.2.2、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。

4 r! l3 T4 \: k. I+ Y  f

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

0 b+ j# c3 m& \; ?" a) G2 U* R/ O

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

  |+ {6 X5 m) @8 S9 B

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

& V' c9 h% i8 |* t: |! ?9 p4.3、保护功能：

7 g$ O5 @" t8 P- ^; ]% a% s0 a以下涉及过流保护、短路保护的测试。
; m* T8 K  p! R9 `8 `4 h
4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：
* S0 `* |/ {5 F6 [
6 _! C4 l. T0 Q2 f功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
4 j9 K6 n5 J/ m/ F

6 K2 l- ?7 E/ Q! Z
- t6 k, B) J) E6 K3 m4.4、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。
* O( q( A4 _6 V1 V" L5 d$ I" l
. @5 C3 u% S9 ?测试样机及配套外壳

4.5、动态测试：
( S4 w& j. T4 i. B" D4 F
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。

7 k7 k: J  R7 a1 k! M5 u

8 a1 j9 j3 k  c/ J3 M% m$ Q

AC90V 5ms

AC264V 5ms

AC90V 10ms

: ~4 s& g' |' V) G6 f& ]

AC264V 10ms

4.6、系统延时时间测试：
* K, m5 ~0 [0 e
3 N+ j6 k! ~& M/ @

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

3 P! M! v. K$ K/ P) e* s+ p1 {

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

! E& M2 y0 |" k1 m5 \* W& E

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

0 h* L# Y' w  d8 I

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

& t6 g6 w7 `6 Z! C) X/ f* d4.7、其它重要波形测试：
& y" z% ]# m9 R, R

AC90/60Hz，100% load CS 波形

# u4 J* G# Q; H4 }

AC264/50Hz，100% load DRAIN 548V

AC90/60Hz，输出短路周期1.5S

5 g) U0 _" w. C: I: _

AC264/50Hz，100% load VD 67.7V

  |3 s0 `( K1 ~" {/ |8 u' N05、EMI评估测试

- i+ g3 K1 N8 T测试条件：

4 L3 V" ^; ?. c- m" n1 e$ Y输入：AC115V/230V-50Hz；输出负载50W8Ω大功率电阻；
6 `, n& H# Z5 z限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
  k* y7 x/ z: H( \2 A

AC115V-传导L 相

AC115V-传导N 相

AC230V-传导L 相

( h, Q& i, U4 Y( x

AC230V-传导N 相

AC115V-辐射测试

AC230V-辐射测试

0 c: P! Z, N* A  T! i* n/ ~