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

+ U1 }/ L6 [7 ~& n( ~5 k4 I! e
% z9 |5 k% k) S' j0 C- l# c6 e( {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！
! A  x* n8 p- j( B- b8 m! u5 l' r! ?
* q) L" S- f7 j; H# g0 n' g  f01、样机介绍
. g3 ^0 X2 G9 ^) Q
+ C5 A3 a, \1 m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。
3 J6 o0 \3 z" `& C' C7 F: d6 s

- T  L/ b+ U1 Y+ x5 \3 [' ?

CR5269SSJ+CR3018L_12V1.5A 工程样机示意图

+ l) A. d# e  R' n' j1 m6 OCR5269SSJ
% @5 f- k3 O' I: l2 ?, B
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。
* B6 Z. z+ x/ K  C/ n8 S+ V" K& f
; C5 W* s1 _3 Z3 a6 v芯片特性

; Y% P, A( |9 Y$ d● 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；
9 `  C  b9 R. a● 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；
; |* a6 F$ _& y# M' y+ K( b8 @* \● 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；
' [3 I2 Y7 k% t! f$ N0 j% k- z) V
基本应用

& t. c4 Y; G* a% ]6 s# }/ J● 电源适配器
● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
, ^3 h( }1 \+ y. l, O● 电脑和服务器辅助电源
, I, Y* _- o" C6 h, @4 U● 机顶盒电源
/ D- e' s1 ]" e8 X$ B2 F0 N0 V● 掌上电脑电源  

* N; g  G+ d: x* o# X引脚分布

引脚描述
: e5 J1 C$ k; j- C; P" p5 u# I
& ^) B# j! @6 r' J/ q

典型应用


3 W( L# _+ V" s4 b2 ?1 ~0 @

CR3018L芯片特性：
/ v( M2 \9 ?5 I
. b3 g& K" e  S/ T; S! y● 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。
; H2 a9 F- V3 o1 c1 b1 g
6 M' J, X* {) I7 F1 ~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。

/ j/ K" b7 t- p" Z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$ e. O3 _) G$ E0 a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 J- L0 P' N9 y5 @
8 u9 E; ?7 Z4 [' Z! o) ]4 P02、样机特性

! K7 w" T5 o6 r4 w$ T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。
: Y3 ~5 {3 `, o6 ]
9 A. D! p5 I% _. v1 x: o2 D! M2.1、输入特性：

2.2、输出特性(PCB END)：
2 o& L% l! Z# P! p

, l8 a& c9 N+ s8 q% r' \2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

  ?' o% z5 R4 F7 h* U# S* b; c2.5、工作环境：

2.6、测试仪器：
$ x+ D  v- c" s" X& [1 _

03、样机结构信息
, H/ D6 k& U9 E) `+ t) {
; D* V; _3 D  A0 _- V% S( y' V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。
  }& p2 r& M, S4 U6 i3 n
3.1、电路原理图及BOM：
+ L+ ~+ w3 K, g  a7 P
3.1.1、原理图：

3.1.2、元器件清单：
. z" R( l6 L" _% {/ b) Y' I

- ~. i0 d) t9 P: ~9 Q3.1.3、PCB 布局&布线：

7 S/ `0 ^5 X; Q8 a

PCB 顶层布局走线

PCB 底层布局

PCB 底层布线走线

4 |- E* I  @) g1 [! c3.2、变压器绕制工艺：

3.2.1 电路示意图：

3.2.2、规格参数：
. a- m4 m5 D( c, E' t9 m2 q
1）骨架：EE16+磁芯加厚,Ae＝38.4mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
9 r7 i$ F: b, u! r2 {3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
( d  [7 X6 `6 r8 }* N2 j3 r4）磁芯接地Pin5;
& A0 W  ~1 b/ u4 Z9 p  Y0 ^: W# y5）绝缘胶带:3M900 或同等材质,宽度9mm 胶带；
. X- w( r: r$ J6）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）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
: Q$ X, {* [0 s3 |7 y9）成品要求:浸凡立水；

3.2.3、变压器参数:

3.2.4、变压器结构图：
/ {8 s, a$ Z7 P$ C9 T

5 L3 {6 v3 I2 c04、性能测评

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：
; B! ]4 I; w, z8 m( a
2 w/ p* j2 T+ `9 w5 _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。
$ {' `) R# X/ k0 m: |! `
表1 待机功耗
) U  \* m% f+ o# A# k2 r1 I* t( t

表2 输出100%负载下的输入特性

7 b' f1 P6 Q0 j" p1 D! T; _
* K) P0 {/ Y: I6 [: b# E3 B表3 效率测试（带22AWG/1.5M 测试）

. V, z) |1 r1 e2 V& G表4 效率测试（PCB END 测试）

表5 能效等级评估
0 u. m3 r3 @) h  L. ]- b1 I2 P6 `/ D

/ d0 B6 P4 O7 L, b& v* I0 B' ~4.2、输出特性：
5 j7 r* E4 ~5 Z3 g7 b
4.2.1、线性调整率和负载调整率:
! ]! V7 _- D3 G3 [2 h- |+ Y- o

8 i3 @4 X9 i  h4.2.2、输出电压纹波：

4 a" J4 t2 H2 P5 l  K) z+ e  ~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 O/ m& B, d2 L# x. @3 f
% A: p; E0 }1 E) e

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

5 \" i' D- y. |7 N

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

4.3、保护功能：
. J! b9 t, j# Y( o! D  u
* t4 O, m: P/ T; F" i6 W以下涉及过流保护、短路保护的测试。
2 Q  w, A# V) H4 D/ h
0 R! Z" z' T: _" G* i4.3.1、过流保护：

9 d+ r; h" i& e$ f& Q2 O! y, G4.3.2、短路保护：

功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
1 f2 A& T& X9 M8 P1 G" U% J

4.4、系统温升测试
/ F" M+ }6 ^! Q  Q. n3 l
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
9 H8 }: O; o3 E; L  T) ]6 W

4.5、动态测试：

' Z! ?, C8 B9 X. N9 z6 c4 a* 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。

: E" c9 F, t+ c) [

AC90V 5ms

" T" s3 C" j0 l; |& X$ I- H  V

AC264V 5ms

AC90V 10ms

AC264V 10ms

4.6、系统延时时间测试：
1 k0 @# I' [; K( I: }$ M6 r  y

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

- F: ]0 [) {% @% }, n

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

0 c7 z& X5 W0 y5 H3 V: b& f4.7、其它重要波形测试：

AC90/60Hz，100% load CS 波形

AC264/50Hz，100% load DRAIN 548V

2 R3 P9 @( c  S5 p, V% ]0 I& X9 N

AC90/60Hz，输出短路周期1.5S

AC264/50Hz，100% load VD 67.7V

05、EMI评估测试

测试条件：

* W& ~  S* e3 T7 `' b1 Z5 L输入：AC115V/230V-50Hz；输出负载50W8Ω大功率电阻；
0 n6 ^/ f3 N& M, \& y2 ~5 h限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）

AC115V-传导L 相

) O. i, \# ]' R$ t, K% U9 d) P

AC115V-传导N 相

! l5 D5 c; S) ^, @1 R

AC230V-传导L 相

AC230V-传导N 相

AC115V-辐射测试

AC230V-辐射测试

) b! Y- K* j/ ^  h  L8 p
7 m( z4 O8 M- o/ k& [