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！

01、样机介绍
9 s! m- p* @7 o7 k# _) W5 g
1 ]% f" T$ S: W$ ~  \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。

CR5269SSJ+CR3018L_12V1.5A 工程样机示意图

1 r; ~2 J- L" A% q) YCR5269SSJ
1 ^4 p9 Y; S- }
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。
7 b# i+ Z: I3 D
芯片特性
( ]- }$ v% w8 ^3 m
& y$ I, g- L/ ^* m, U3 P7 ]● 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；
4 g7 e- s7 {3 k5 k0 z% w● 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；
9 c) Z% S! W. ~6 `/ A: u: \+ C● 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；
1 s) H2 x2 Q) H% N* N/ ?● 能效满足DOE Ⅵ 和CoC V5_T2 要求，264V 待机<75mW；
* q1 z: p* P8 ^' s: V* u
% {8 y) z6 _) q7 J7 q基本应用

. A3 r. U& e, J7 `/ h5 C/ b● 电源适配器
8 V( u  o5 a% l8 M  Z& e2 ^( }● 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
% b0 D& Q& b/ j- q● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源  

引脚分布
0 C; t) t) m) m6 d* q5 ]; z6 D4 ?

- ]+ N3 o  g$ [1 d% O; }5 V+ V7 ]引脚描述

: C) E# y- j7 G' b, P7 u

典型应用

' a8 P5 ~' I& o5 G  W1 e, [
5 a6 P, p7 u9 d" m

+ v$ r1 M, \, cCR3018L芯片特性：

4 r/ R8 a% q) j. y$ q● CR3018L 同步整流芯片可工作于DCM 模式和QR 模式；
● CR3018L 内置75V 的MOS；
, U& `. a1 J2 y# w● 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。
# y9 m) W) {0 o8 b9 A
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。

" k- r, p. w0 V1 Y9 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。

" w$ l8 h6 j: f( F' i* V; ]02、样机特性

+ r9 P. X1 W0 `, {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。

  i, s# o, _8 L2.1、输入特性：
$ [4 j% {* p/ M! X& m

8 F3 z* ~% m" y" }! `1 j% Q' L8 x5 P
. k0 p) Y* F0 K8 W1 V2.2、输出特性(PCB END)：
9 p8 J4 I! E( \

: A; |5 }7 W! q. U4 f! Y* c
3 L8 ~3 s- k+ y1 s) c4 R2.3、整机参数：
8 T* A& O: c1 e  X! C- y$ ?

- l0 z# ?% f6 k" ?2.4、保护功能测试：
# J# C/ `+ q& N

! y' n- j/ B* H2.5、工作环境：

. i7 v: D+ ^# R5 Q. Y$ A; j5 v2.6、测试仪器：

03、样机结构信息

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：
8 H" C6 F: _- v
9 @# i" A% l2 n6 _3.1.1、原理图：

3.1.2、元器件清单：
3 V, N2 V+ v% R: ]

  i' V9 C* l/ m) V3.1.3、PCB 布局&布线：
3 h- Z1 }8 s( j5 m' Y! f
+ c2 h% S$ M3 t+ Q  E. p: i

PCB 顶层布局走线

# t5 x0 e  n% Y: p0 g8 A* T

PCB 底层布局

! ~  J& D7 L" m% }9 o) w9 Z) n# K) m

PCB 底层布线走线

0 ^2 _( x! Y. j0 g, `3 c3.2、变压器绕制工艺：

! h: |0 I% U" i3.2.1 电路示意图：
2 @9 t7 B8 k  S. c* P

3.2.2、规格参数：

& [2 G! [6 A# y# a) c" @1）骨架：EE16+磁芯加厚,Ae＝38.4mm²；
+ d9 m- R6 Y$ Z, Q+ {# ?2）材质：TDK PC40 或同等材质；
' t& Y8 h, t( r. o0 ^% S- e3）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；
; R( f( h& \0 z2 N4 k6）初级绕组感量Lp：1.1mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
+ ]2 O2 G- }6 h. V" z7 v7）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；
! E4 B) ~) w$ F0 Q6 z% S6 S
3.2.3、变压器参数:
' s! b' [6 P/ J) {: ?* v; W& P

$ q8 M" v# B9 G# Y8 }! q3.2.4、变压器结构图：

04、性能测评
) [7 |! K# |* @! H6 c- z# p+ t
" N, d2 t" }3 t1 d$ 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。
# R2 q1 P: ?' y5 f5 c
, W4 n8 t, {8 O, }& r. J4.1、输入特性：
7 R2 T1 T7 L+ {3 g/ s6 v$ Z
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
. P1 [# J4 i  `  H2 O& v4 ]

! U$ v' R( p" ]4 j
- V" a  s9 }; U; P. ~) Z表2 输出100%负载下的输入特性
5 i/ t$ H7 o2 B% K! D5 V6 X

* Q+ e1 T# u9 @
1 B) N+ Q* y2 z# K表3 效率测试（带22AWG/1.5M 测试）

1 z* h+ `! i& Y: L0 ?/ w表4 效率测试（PCB END 测试）

( A) u4 a' Y8 Z表5 能效等级评估
, K7 \5 L9 l6 {0 y

4.2、输出特性：

+ d* ^, ]: D; L3 z& T  w4.2.1、线性调整率和负载调整率:
! N8 o/ _; N, }

$ k: E9 ?2 C( X4 q: u8 z4.2.2、输出电压纹波：
% y2 i+ ?3 Z  ^  K
' O6 u. a& q' }: L( D# T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。
1 q0 j7 j7 j' x4 x7 q, z2 K- x2 f

8 F- k! p% t5 L

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

/ M+ c8 _! r- \, S

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

. w& C/ U0 t$ p5 J6 V4 c" B

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

. j2 Z- Z& ~6 p1 G' C6 ?4.3、保护功能：

2 [/ a% G$ y7 R; `9 }6 u! K以下涉及过流保护、短路保护的测试。
, r8 P: H6 i0 \; j4 t
4 N% u$ _2 h5 k1 k" P4.3.1、过流保护：
, R; t2 W& ?! g2 K4 f+ ~9 h$ X

9 Z* E: L2 p& D. P4.3.2、短路保护：
) u+ W3 U/ x1 w7 W
/ L  L7 U# A9 `$ L6 \; w, J9 y功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
& ]9 S9 V% R* |0 w# I4 s' B

( t' R. D$ E# z- y" w
4.4、系统温升测试

  U" y# y7 k! }# q, @( P* w' @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。

测试样机及配套外壳

( g2 Y! `- T0 s$ U4.5、动态测试：
; S+ J" `; Q5 P) q, j) o
  o6 o/ v; o$ c0 t' j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。

" `* {! k4 I. [! `4 x1 z6 P% p) L

AC90V 5ms

AC264V 5ms

AC90V 10ms

AC264V 10ms

/ }) H3 c- c! Q9 G& n$ m! _: ~* s4.6、系统延时时间测试：

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

, I4 y  Q( V. ]5 K

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

9 B" [. S' g. o* v, h( z/ @# j

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

% j; C' h6 B0 g* H+ ^9 l5 ^5 x* R0 @

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.7、其它重要波形测试：

/ E4 r* ]/ ?( C: J' H6 Q

AC90/60Hz，100% load CS 波形

& J4 {  M" ~6 l9 P! Q6 j) |8 P% _" ~

AC264/50Hz，100% load DRAIN 548V

AC90/60Hz，输出短路周期1.5S

AC264/50Hz，100% load VD 67.7V

$ e" j. Y) h/ ~3 F3 \! a# O05、EMI评估测试

! W/ M9 o5 h8 ^( |8 G测试条件：

! X7 J" y; _5 U- ~) F7 F3 O4 @" u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）

AC115V-传导L 相

AC115V-传导N 相

( j5 [7 ?) L9 r2 k

AC230V-传导L 相

AC230V-传导N 相

$ s; E0 F3 ]' r/ @

AC115V-辐射测试

AC230V-辐射测试

) Z2 T5 x8 }% Y8 z% e$ d! V