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

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！
6 ^! z* E; l* W- T# A+ N
5 `  V1 r9 a; K01、样机介绍
3 |6 x  w* j1 P: r5 P7 v
# T6 t! q! ~, u6 q5 }! o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。

- B. t/ C: D2 W$ z: O/ ?, v5 ]

CR6345_5V1.0A工程样机示意图

关于CR6345

4 i- m+ [: u2 r+ M  t/ WCR6345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。

' M' r" ]$ F# }. ~% lCR6345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。
$ X2 M( ^7 t( ^7 X4 H/ J
CR6345芯片特性：
2 H% i) p! w( T$ ^, a/ n% m1 g
5 `$ h5 ^! P' S! s+ D, i# x● CR6345内置600V高压功率MOSFET，反激式原边检测PWM功率开关；
/ l# j  O8 a3 H8 ~# q: D: Z● 内置软启动，减小MOSFET的应力，内置斜坡补偿电路；
! C  s  [: a" Z, O1 W% R! v● 较低的IC功耗；
● 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；
% \* f, T$ C, G* @● 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。
' ]& C$ y1 M( Q7 ]! F
. s* P/ c# \: c. J5 F基本应用

● 小功率电源适配器
● 蜂窝电话充电器
● 数码相机充电器
. k+ N! M8 [2 ?: I5 ^$ f* s● 电脑和服务器辅助电源
● 替代线性调整器和RCC

/ @4 b* P% ?2 l7 y* m' j* X7 H引脚分布

引脚描述

0 @& ]* s, t" s/ V

* }7 {# B4 d$ J* `典型应用
8 @9 z2 ^! a; W1 F

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。
+ e# M" z, ~9 P
  y1 o+ s! B4 y) p$ J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。

6 |9 i4 ^9 P4 a  u7 a# x- h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。
: q  @+ ^, w0 d4 n! z, Q1 b, {
% D4 |  y, I: I, @5 p  J% v02、样机特性
) _: C4 e) j' b8 R* I
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：
# [1 |+ c, C/ w1 x! f, c" X

5 U5 F* B) o8 o9 j4 f. X9 E2.2、输出特性(PCB END)：
% _) [6 y, K2 G$ F: {
# w' l% I- r, [+ I- x5 w* K% z

2.3、整机参数：

& U% H9 D* c7 g& E2.4、保护功能测试：
! }6 z0 a$ @% ~- K( h. x$ K7 H
& N8 X/ M& O' c, }6 }

1 h3 g0 z* I0 N7 Q- r% ~7 P, h2.5、工作环境：

0 g1 m  [- p6 j% u: p

2.6、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。

* `( J% y3 G4 [7 q5 p6 S& U+ u) }+ J3.1、电路原理图及 BOM：
' _1 p7 _& R" r3 f$ V% y7 p& V  Q
3 |% l- H0 {9 Y/ F3.1.1、原理图：
& n6 T7 K/ V+ C" m' T

3.1.2、元器件清单：

3.1.3、PCB 布线：

* t8 G0 M1 R# P2 L( A1 i' ?( c

3.2、变压器绕制工艺：
0 M) J2 h8 S6 m+ d
* d! E5 c1 S! }( O( D8 U3.2.1、电路示意图：

- E5 F- Y$ }5 P! T$ H. X( C8 x& F, m

3.2.2、规格参数：
& f  m1 e  v% d: E  b, ]
1）骨架：EE13 立式（5+5PIN）,Ae＝17.1mm²；
, s5 ^( M* V" l& J7 O( M: i* v- L2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）N1、N2、N3：2UEW 漆包线；
5 y, e6 a% x8 X9 I1 l  @4 ]" B4）N4：三层绝缘线；
! Q. V* S; k  @% e5）绝缘胶带:3M800 或同等材质；
+ v2 ]  K! q/ g0 ^& Y1 p7 }# `6）初级绕组感量Lp：1800uH±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= 3KV 5mA 1Min
: A7 a; t! d' S. y$ [, l  B6 m9）成品要求:浸凡立水
( ~. N( D! z8 ?( \
3.2.3、变压器参数:

$ }" [: w7 ^, k3.2.4、变压器结构图
9 g- L. `9 h& o# \+ g

( f" _7 y3 K: X04、性能测评
# L& G9 y2 ^) c  K2 h1 j5 G
4 h1 h/ x5 [) W4 F$ d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：
) ?9 F: 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。

表 1 待机功耗(输出含有假负载 2KΩ)

/ }8 m( M0 p/ J: C, R1 v& q
+ X( C5 _. D4 }; o. G表 2 输出 100%负载下的输入特性

表 3 效率测试（PCB END）

) o- y8 k6 F/ e7 D, b
+ L2 F# K& X& w2 d$ |7 ?4.2、输出特性：
' C# s* A/ E4 F4 D1 W% Z$ n
6 |( W7 r7 M# q4.2.1、线性调整率和负载调整率:

/ U. [7 k5 J& l, Z  j! O5 w- b4.2.2、输出恒流特性：

( X/ O4 _7 F; J% s# e( h8 r" b4.2.3、输出电压纹波：
' |$ D. v" f6 ~7 K* J; N6 e
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。

3 H2 W- P, ?- I$ ]3 ~. R; g

R&N @ AC90V/60Hz，NO LOAD

R&N @ AC90V/60Hz，100% LOAD

R&N @ AC264V/50Hz，NO LOAD

R&N @ AC264V/50Hz，100% LOAD

4.3、保护功能：
/ ?5 q+ h. t; W5 z
0 N  U+ b, o! B$ u7 e
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

5 R4 h! d& T; K! q8 a% v. k4.3.1、过流保护：
' Q, d# T* r3 z+ _- G

4.3.2、短路保护：

- _- S$ d% t/ E4.4、动态测试：

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。

0 ]' c! Y% \' e

AC90V @ 5ms

AC264V @ 5ms

/ ^2 j3 D6 C6 s6 M* q; n

AC90V @ 10ms

3 }2 s) r. |) A3 q; s$ `

AC264V @ 10ms

% w: M& `( S' b# p1 k7 I( T: x4.5、系统延时时间测试：
" V! e& X  s1 j$ t- N  C
注：AC 端（绿色）、VO输出端（蓝色）波形图。

TON_DELAY  @ AC90V，100% Load

1 m8 a' A7 A& d' [4 {! }0 A

TON_DELAY  @ AC264V，100% Load

THOLD_UP @ AC90V，100% Load

$ @, ^# i/ R- j  r

THOLD_UP @ AC264V，100% Load

- q0 g. u# M  J  x5 O4 E& E

VOVER_SHORT @ AC90V，No Load

& U; Z! v  G" x, J1 t# V

VOVER_SHORT @ AC264V，No Load

" H$ V! E9 `/ b( b7 z4 I4.6、其它重要波形测试：

& `8 @3 w% ~0 K3 e4 g( g& f5 Y注：DRAIN（绿色）端、CS（蓝色）端波形图：
- e7 {: U5 r& H+ }% G; z# W! }8 t

AC90/60Hz，100% Load

" _6 I; ]4 {: r9 F! f5 `0 Y

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

; |$ f( d8 n/ r1 f

AC264/50Hz，100% load

! q9 H6 M9 p" j0 G

AC264/50Hz，Output Short

05、EMI 评估测试
# Z5 A7 Q) G0 s# ?# Z. k# K! M7 T* }
* b$ ]  [2 o% d( w. C! S测试条件：输入：AC230V/50Hz；输出负载：2.1Ω/50W；限值标准参考：EN55013、 EN55022B。
) _! h! Y8 y9 b; ^) e1 f

AC230V/50Hz 传导 L 相

; H1 R8 ?+ t' R% X4 e  P

AC230V/50Hz 传导 N 相

* {* N; E  i2 p* A& ]6 p2 ]6 l. w

AC230V/50Hz 辐射测试