思睿达小妹妹 发表于 2022-9-8 13:34:49

性能优异,内置多重保护措施!打造理想的18W充电器方案

本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-9-8 14:04 编辑

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

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
CR5269SSJ

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。

芯片特性

● 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;
● 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;
● 能效满足DOE Ⅵ 和CoC V5_T2 要求,264V 待机<75mW;

基本应用

● 电源适配器
● 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
● 掌上电脑电源

引脚分布


引脚描述


典型应用



CR3018L芯片特性:

● 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。

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。

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。

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。

2.1、输入特性:


2.2、输出特性(PCB END):


2.3、整机参数:

2.4、保护功能测试:

2.5、工作环境:

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。

3.1、电路原理图及BOM:

3.1.1、原理图:

3.1.2、元器件清单:

3.1.3、PCB 布局&布线:

PCB 顶层布局走线
PCB 底层布局
PCB 底层布线走线
3.2、变压器绕制工艺:

3.2.1 电路示意图:


3.2.2、规格参数:

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;
5)绝缘胶带:3M900 或同等材质,宽度9mm 胶带;
6)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;
9)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:

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。

4.1、输入特性:

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


表2 输出100%负载下的输入特性


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

4.2、输出特性:

4.2.1、线性调整率和负载调整率:

4.2.2、输出电压纹波:

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。


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:

以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护:

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。


4.4、系统温升测试

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

4.5、动态测试:

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。


AC90V 5ms
AC264V 5ms
AC90V 10ms
AC264V 10ms
4.6、系统延时时间测试:

TON_DELAY @ AC100V,100% Load
TON_DELAY @ AC240V,100% Load
THOLD_UP @ AC100V,100% Load
THOLD_UP @ AC240V,100% Load
4.7、其它重要波形测试:

AC90/60Hz,100% load CS 波形
AC264/50Hz,100% load DRAIN 548V
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:

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
AC230V-传导L 相
AC230V-传导N 相
AC115V-辐射测试
AC230V-辐射测试

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