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！
1 t5 O/ t$ D  A9 R
( g% I7 b8 R8 {5 u! a4 n9 ^01、样机介绍
* `$ F* q/ F4 O7 m1 q# F
' n/ L( q$ x7 t) p2 z$ A, j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 K+ v) X9 S1 V

7 E6 V1 n5 i0 q4 |$ h  }- X+ g

CR5269SSJ+CR3018L_12V1.5A 工程样机示意图

CR5269SSJ
6 ~2 I  v$ _7 R1 g' r0 R6 K+ p
3 }$ r  [) y4 d+ K  M" sCR5269SSJ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。

芯片特性
5 O+ p& |$ E* a+ Q" k
● 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；
3 a, v# i: [6 v% L( C8 }. S● 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；
● 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；
+ m/ U2 ^5 q" b2 N3 y7 j+ L5 H$ x● 能效满足DOE Ⅵ 和CoC V5_T2 要求，264V 待机<75mW；

/ p' O; Y" i7 f! K- S" c基本应用

● 电源适配器
5 P6 C) n8 Y# \* y1 c) E● 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
3 k* c3 Y- E5 \● 掌上电脑电源  
, \0 w5 _( k; U  ~& f2 Z
引脚分布
; u! e# O  Q' Z9 k, n, D# X

/ a0 J& C$ c) n; E' ?% R4 d引脚描述
7 |. W% j6 f# Y1 }

  g0 U3 ]2 j2 B8 p" A! i典型应用

/ ^9 F8 U/ G; X! M# v# B3 s

CR3018L芯片特性：

● CR3018L 同步整流芯片可工作于DCM 模式和QR 模式；
0 U+ r% M* u+ J● CR3018L 内置75V 的MOS；
% \* @) b/ i  H3 w/ d4 g: N● 较低的工作电流和较高的系统效率，SOP-8L 绿色封装。
$ Z: x7 q1 c3 ^" M# v
& v7 q4 A# i# T; a% i. y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。
0 o2 S) U) I2 \2 g- I; p4 j& D
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。

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。

: l, p! ^0 G5 Q% @+ F02、样机特性
% a. ~  A$ V  r5 P
% Y4 C/ q( \( w' }) |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：
4 T8 `+ s. Q" |$ |

4 u1 l8 x) _* s7 G/ n- O& B7 Q2.2、输出特性(PCB END)：

( `7 d' U; ?4 T* g  W$ o2.3、整机参数：
! @1 ]3 W2 b+ W9 n( u- e

, J. F0 {* q# y0 @9 S2.4、保护功能测试：
0 I6 D- ]5 m( b& S

4 a+ N3 t! g3 Z2.5、工作环境：

2.6、测试仪器：

+ k, ~$ n/ D4 s4 O03、样机结构信息

( }. G# u7 T. S7 c7 G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。
7 Y1 z% e. u( {7 E4 p* i
3.1、电路原理图及BOM：

3.1.1、原理图：

0 q. A" g0 A: [5 u3 D6 F3.1.2、元器件清单：

0 k0 Y% `% I2 u( {* N+ {4 y9 `3.1.3、PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局走线

PCB 底层布局

* d) A6 R$ y- i

PCB 底层布线走线

. k! J8 a% G& m3.2、变压器绕制工艺：

  O: D! Q9 c) p: _2 ]3.2.1 电路示意图：
& R- L0 W7 ^5 h* Q. h

3.2.2、规格参数：
8 z" b6 [6 ]+ ~% }6 g( z! e) z
1）骨架：EE16+磁芯加厚,Ae＝38.4mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
4）磁芯接地Pin5;
7 T2 I# A) Y- k: g8 {: t7 ~6 `& d5）绝缘胶带:3M900 或同等材质,宽度9mm 胶带；
$ S' M4 l# W6 e6）初级绕组感量Lp：1.1mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
4 a4 D  e7 H/ P$ ]5 b7）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）)；
6 g9 J0 p# |+ u: n8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
  X( B. m2 N3 B9）成品要求:浸凡立水；
" M; P9 E9 X( W% A1 }
2 `- \8 `; C  Y. ?3.2.3、变压器参数:
7 j. k$ Y. F5 U+ r* U

" j, Z* `6 b& |" y5 ^- h/ d3.2.4、变压器结构图：

04、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。
' Q, r" b; c0 x& x  ?2 l
4.1、输入特性：

5 n! ?9 \0 x2 E7 e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; A! p6 I4 T3 W6 c8 V" H; j
5 z- y, T  W% W; F% p表1 待机功耗
1 j- G8 H  M- i; |0 C8 k+ f$ f; u

表2 输出100%负载下的输入特性

$ `; r; I# V: k; K+ L" L( ~! C6 U6 Q) h
: ~: b' m0 W0 ]5 ^' o% l* h7 W: f表3 效率测试（带22AWG/1.5M 测试）

表4 效率测试（PCB END 测试）

表5 能效等级评估
4 \& ]3 Y$ g' h* F9 Q

4.2、输出特性：
/ v* f" m5 ^( x% `- [. X3 h& P
4.2.1、线性调整率和负载调整率:

0 T, x$ p, y3 s7 U$ r& T4.2.2、输出电压纹波：

8 b3 x9 l) _/ x; c  h* @& n0 }* D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。
' @7 o2 ]  V- _5 c6 }/ q* q

/ I, R0 _8 a8 `8 H. A* n

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

$ V, {- r+ [& n7 r' s5 Y/ ~

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

- _1 W0 t7 l2 O

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

4.3、保护功能：
% X1 W' V' F% ^, Y! L
) r. J; _" m  G9 _5 A  B! M- j3 _以下涉及过流保护、短路保护的测试。

# w3 B) X4 z7 Y. o- I+ |4.3.1、过流保护：
# r8 N! b! Z1 W) Y

4.3.2、短路保护：

功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
. u7 m0 \+ j; m$ d

4.4、系统温升测试
# r+ O( ?7 T9 M; d
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。
. f8 g2 t) M; B5 X$ z( f
测试样机及配套外壳

4.5、动态测试：
% H. d+ J; V0 i# i5 G
  @/ g8 C# p9 y! T- w8 Z% ^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。
( r" |4 e* Y7 R* |( H0 H! B" d
0 ~" P. G; D: Q4 H+ r+ {: a

AC90V 5ms

AC264V 5ms

. u  t0 C+ z8 P3 ?

AC90V 10ms

' q/ S6 U: X9 e. j; Q) u) n2 [3 i

AC264V 10ms

( X! A4 ~1 U9 C( I5 |4.6、系统延时时间测试：
% l4 q/ W* y1 B% P

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

3 ^# G! _0 q6 x

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

1 ]1 R/ G/ w1 ?; J; K+ y

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

9 \  @9 q. P) b6 J/ C4.7、其它重要波形测试：
) q: t6 z, T7 C/ e- \' M) Z

AC90/60Hz，100% load CS 波形

AC264/50Hz，100% load DRAIN 548V

AC90/60Hz，输出短路周期1.5S

# Z0 s  }! ?5 r+ h( {7 l& Q

AC264/50Hz，100% load VD 67.7V

+ v2 e. S% w9 {0 I% g0 \! h05、EMI评估测试

测试条件：
" ^1 M2 o4 }" |) K; D
1 r* ?* u" q1 t' z+ Y3 u0 [9 g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）

  q" T4 E% q: J5 p% j8 K; f

AC115V-传导L 相

AC115V-传导N 相

9 Y! H3 F/ I. c: i' M( j' t

AC230V-传导L 相

AC230V-传导N 相

AC115V-辐射测试

AC230V-辐射测试

5 G9 U9 e& f8 i  g$ l; d* F8 T9 x