电路结构简单，满足最严格能效标准！这款芯片“靠谱儿”

思睿达小妹妹

* i# q2 z/ Y- x+ ?! C8 i
( z. }; z% ~% P! g, ]上一篇文章中，我们向大家介绍了基于本公司主推CR5269SSG_12V1A电源适配器样机方案。本文，我们将给大家带来5V1.0A的充电器样机方案，它的控制IC是采用本公司主推的CR6345，究竟有什么过人之处？一起来看看吧！
4 s4 r/ Y: w3 j$ a' h8 @
01、样机介绍
2 J6 ?9 O6 }" }. T' n6 g" q+ D
2 z! Q# i5 R& K该测试报告是基于一个能适用于宽输入电压范围，输出功率5W，恒压输出的充电器样机，控制IC采用了本公司主推的CR6345。
; u) ~" V& b- c' q

CR6345_5V1.0A工程样机示意图

: e7 }5 M1 K( L# _4 k+ g8 }关于CR6345

CR6345是一款高性能原边检测控制的PWM开关，待机功耗小于75mW。CR6345 内部采用了多模式控制的效率均衡技术，用于优化芯片系统待机功耗和提升效率，同时采用了初级电感量补偿技术和内部集成的输出线电压补偿技术，保证了芯片在批量生产过程中CC/CV 输出精度，内置的全电压功率自适应补偿技术保证了系统在全电压范围（90V~264V）内输出恒定的功率。
8 z% u: l  j/ }7 T
CR6345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），输出过压保护，输出短路保护，内置前沿消隐电路，使得芯片具有更高的可靠性。
- n* n$ @; m7 k  v2 u" w
, J* j+ {9 @0 ~* LCR6345芯片特性：
6 P4 g1 T) x; Q
/ @  ?( `. o: e" _: x1 o● CR6345内置600V高压功率MOSFET，反激式原边检测PWM功率开关；
● 内置软启动，减小MOSFET的应力，内置斜坡补偿电路；
● 较低的IC功耗；
$ _* s6 c: v. _/ A: q● 具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI特性；
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP自动恢复、OVP锁存”等多种保护功能；
5 y  T$ P8 Y4 q& f1 g0 `+ P● 原边反馈，无需光耦和TL431，可调式线损补偿，IC基准精度±1%；
● 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。

基本应用
" O2 S4 d6 o' t3 T6 G+ r, {
. N/ w" N% w9 R: E8 b! v  B! J● 小功率电源适配器
5 a) n# R3 P# q: i7 E, u% Z6 h● 蜂窝电话充电器
" }8 X5 S! Q. s& {* \3 D● 数码相机充电器
" P3 m2 l( S' @. F. A. |● 电脑和服务器辅助电源
& f5 R" u* Y( O# C● 替代线性调整器和RCC
/ f! S4 s1 f% \: h! I2 ~
) f& m- B3 J( x# [2 W3 y引脚分布
) K+ |. a6 n$ R" _* _

引脚描述

0 o# u) S: T+ s3 G' J) B& f典型应用
+ j/ z5 }# ~, h

0 I* Y! m1 M% h1 |; z/ \0 m0 I该样机是一款基于CR6345设计的，全电压实现5V1.0A输出的充电器。AC90V满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗<75mW；典型输入电压时平均效率>74%；能够满足最严格的能效标准“COC_T2”；全电压可实现±2%的CC/CV输出精度。
4 \' D/ \+ p3 c$ H5 [' D
  f7 n" l8 k) ^7 b8 F样机尺寸：33*28.5mm；样机具有良好的动态负载能力，良好的恒流输出效果；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、FB开路保护、OTP自动恢复”等多种保护功能。

) `. G7 e6 o0 H3 z9 m5 Q( X样机的变压器，采用了EE13磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
8 o" k" D- b* {# R# K
02、样机特性

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。

6 W8 V  p7 N) }7 w* s4 J# c2.1、输入特性：
$ m! C4 k/ ~3 A/ o2 P4 v. O# }
, D  X$ V2 s7 T7 Z/ D9 K0 H

2.2、输出特性(PCB END)：

7 K9 r1 N& J1 C5 \) d& R

) O: [/ a& J# U
1 L: L, y; W, s* h9 R+ {/ P2.3、整机参数：
( s* n% S7 r" f+ M' |/ S7 _

2.4、保护功能测试：
+ W- h) e3 Q9 A( M4 V( F+ p
7 h  s; I; W' D3 s$ k" k) @

2.5、工作环境：

. U5 A1 S0 h& d0 n" w1 P- B( ~8 N9 K2.6、测试仪器：
* V% Z% b1 ?+ ~  J& ?

03、样机结构信息
, K9 c7 x0 F! J) m5 L% m; V' _
2 f7 n3 X5 g! G. a% L9 g% b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：
% r1 |3 Q7 i; X0 [4 _
3.1.1、原理图：

$ i. H5 F  s6 _  }( N' v: @3.1.2、元器件清单：
( y/ {( V; L; @  [/ o$ c

3.1.3、PCB 布线：
1 T9 k. O# w/ n) _  c$ }; c2 n

3.2、变压器绕制工艺：

3.2.1、电路示意图：
& s6 [0 A$ K, U

, X& j1 i+ ^8 e' p3.2.2、规格参数：
9 w3 @" |6 l  u0 b: Z$ g; ^: \
1）骨架：EE13 立式（5+5PIN）,Ae＝17.1mm²；
( X1 f9 L1 u# `' `7 a2 S2）材质：TDK PC40 或同等材质；
- z9 W- l1 r! r8 ?5 R3）N1、N2、N3：2UEW 漆包线；
4）N4：三层绝缘线；
4 \% {4 C% Y% o1 N* h! E0 n8 G* B5）绝缘胶带:3M800 或同等材质；
6）初级绕组感量Lp：1800uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
" F" ^6 m( S! W7 _, ]" _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）)
% ]) f: ]! O9 |8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
- F, k% B# F( R9 W9）成品要求:浸凡立水
  R/ l7 {9 v" U7 |
1 I0 ^7 z4 S) Y3.2.3、变压器参数:

% U) V  z# B6 s0 j3 ^1 b3 o3.2.4、变压器结构图

# o" P6 D  d4 o6 z3 p( A04、性能测评
9 M+ i% v5 ~+ Y6 i- I
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。
+ N: W$ c/ K% u
4.1、输入特性：
3 a2 o/ c" c$ C
. |7 u9 g6 @* B8 B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。
, C, x  q0 w* U5 |3 Z* ]; k
表 1 待机功耗(输出含有假负载 2KΩ)
6 ?3 Q: a% S1 y

8 W& ?  D1 b. J6 Y9 M: S8 o1 }
表 2 输出 100%负载下的输入特性

表 3 效率测试（PCB END）
5 F* ]' f6 \+ x4 ~  v9 b0 y3 P

4 D: m2 `" r$ z9 q: X' ]0 U
+ @9 {2 b. d3 A7 }4.2、输出特性：
- e8 U( L; a* ~5 e, u- H
4.2.1、线性调整率和负载调整率:

" |2 H# A# |  J' b* j  X4.2.2、输出恒流特性：

( T1 H* a$ a3 P: u; l4.2.3、输出电压纹波：
$ N- h9 p# C5 B
注：纹波及噪音在 PCB 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。

& D8 d! E' ^! |' \* `, `/ {( r3 |

R&N @ AC90V/60Hz，NO LOAD

R&N @ AC90V/60Hz，100% LOAD

R&N @ AC264V/50Hz，NO LOAD

R&N @ AC264V/50Hz，100% LOAD

' q1 U. Y5 A5 u7 V/ k: e' q0 w4.3、保护功能：
3 Q# U8 Q% r0 i

注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
( ]" G, l* W6 a4 E
7 m4 Y  R) \4 A2 ~/ O4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：
7 `+ R. h9 V; ]/ E) @0 y0 g7 C5 ]$ [

4.4、动态测试：

& y2 E. |: t& T, G/ ~( P注：输出动态负载电流设置为 1.0A 持续 5ms/10ms，然后为 0A 持续 5ms/10ms 并 持续循环，上升/下降设置为 1A/uS。
. t( a3 a' Z+ q. C4 l

AC90V @ 5ms

AC264V @ 5ms

4 k' L7 \7 l6 f, `2 X2 A/ B4 g

AC90V @ 10ms

# c4 W9 _5 D! q+ H* y

AC264V @ 10ms

! c/ C- Q5 l1 S( e4.5、系统延时时间测试：
4 ^; q6 r+ M* h5 r
" q  ?9 k' s* C. I8 A4 f4 p4 R! C- Q注：AC 端（绿色）、VO输出端（蓝色）波形图。
, X- r& N# }! h" c

TON_DELAY  @ AC90V，100% Load

) s6 h7 v" H, k8 K( H3 `$ p$ `1 C

TON_DELAY  @ AC264V，100% Load

& ?2 f# `6 ]9 E. i, ~% k1 [0 c* ~

THOLD_UP @ AC90V，100% Load

THOLD_UP @ AC264V，100% Load

: `, Y& Y* _& B1 ~

VOVER_SHORT @ AC90V，No Load

. r. @& {: X) h% B$ H

VOVER_SHORT @ AC264V，No Load

  t8 x/ e2 P) ]" V5 @0 e8 z4.6、其它重要波形测试：
6 k) ^' K$ D- q( T) \
注：DRAIN（绿色）端、CS（蓝色）端波形图：
" W: l- {1 k9 N; ]

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

, W+ }; j1 \# ^" V8 b8 o

AC264/50Hz，100% load

. W: O0 f: b2 B6 a9 [( U) I/ G8 t4 r% p

AC264/50Hz，Output Short

05、EMI 评估测试

测试条件：输入：AC230V/50Hz；输出负载：2.1Ω/50W；限值标准参考：EN55013、 EN55022B。

5 R4 r$ G, h+ [, i3 B" z- J

AC230V/50Hz 传导 L 相

- I8 f/ ?1 F8 H9 P

AC230V/50Hz 传导 N 相

* N. W. c  m. ?: n8 y

AC230V/50Hz 辐射测试