本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-7-21 12:00 编辑
) F: s& s2 S6 ?. f/ \
; C# r# U6 Z# s8 b4 \在上一篇文章中，主要介绍了基于思睿达主推的CR5215SG+CR40V20RSA 12W充电器方案。接下来，我们将介绍下12W电源适配器方案，该方案是一款基于思睿达主推的CR5216SG设计的，全电压实现无Y电容12V1A输出的适配器。那么，它又有哪些特点呢？ D' m/ P; O; J9 W; V
$ j) c( ~! v0 e6 n( C& l3 K1、样机介绍! P5 x- s* |% o9 [) W# W0 @0 Y
! H. o5 Z( x: x该测试报告基于宽输入电压范围的输出为功率12W恒压输出的适配器样机，控制IC采用了思睿达主推的CR5216SG。; t# I4 a+ u6 _! i7 Y* [, m; b# T; M
( S+ a+ K& x" D' p& s4 b
CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图 & c9 ^0 p% e, k
CR5216SG
5 R- i/ W/ N3 U/ L8 R8 Z$ x2 ]# [; b0 r3 Z6 L' e6 `3 ?- T
CR5216SG是一款应用于小功率AC/DC充电器和电源适配器的高性能离线式脉宽调制控制器。该芯片采用原边检测和调整的拓扑结构，因此在应用时无需TL431和光耦。芯片内置恒流/恒压两种控制方式。
" g+ Z7 U4 N, }& S- B6 N6 v/ z7 e/ E7 N0 L
在恒流控制时，最大输出电流和输出功率可以通过CS引脚的限流电阻RCS设定。在恒压控制时，内置恒压采样电路以及高精度的误差比较器基准电压保证了芯 片的高性能和高精度。此外，内置线损补偿电路保证了从空载到满载条件下输出电 压精度。芯片还具有极低的静态工作电流， 芯片待机功耗低于75mW。/ v q/ |, X- J& y! B
& g2 O' W, i' m2 I
CR5216SG针对各种情况设计了一系列完善的保护措施，包括逐周期峰值电流限 制、VDD 过压保护、FB 开路保护、输出 短路保护、前沿消隐、过温保护、电源钳 位和欠压锁定功能。在FB上拉电阻开路，FB下拉电阻短路，输出二极管开路或者短 路，变压器绕组短路，CS 引脚电阻开路等故障条件下都能有效保护，使得芯片具有更高的可靠性。
, K$ v; M9 {" i
* C2 Y2 z, u7 x' o( m芯片特性
+ Q# n7 {: E; g8 I& U; w! a; G% s+ V4 Z3 b( ?
● 低启动电流1 P/ ^: s, h. S" X& x% m
! z& Q0 _& x3 L" x9 a2 {$ `+ ?
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%# g7 x& p5 e3 F" v' e
* o# Q# w; X4 Q1 m8 P+ J4 H● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
9 X# d* D% D% G9 W. ?$ |. ^! r
" A; B7 @7 ~% U● 动态负载响应功能
6 t" Q$ L% r; s6 W
5 Y) j/ ~3 N/ ^, `$ e$ R0 t: a● 可编程CC/CV模式控制. y6 X6 M! V W/ B1 A9 G( A
5 j9 K5 h5 P5 }8 x● 高能效QR控制模式
4 |) p3 I# w7 X# N7 {. H5 y: d! v0 M1 g% d! q/ K: V, i
● 内置初级电感量偏差补偿功能
! C$ ?# X: g% I& ~0 T- G+ C* J' @, v+ k) i E7 }% y
● 内置输出线电压补偿功功能 z, g: t( [4 G8 [& ~, i
7 L! p# ` h" [% |, _( |6 r
● 内置全电压功率自适应补偿功能- W: k1 I3 e, m
* @. G, {7 z/ {0 M g& Z) |7 ?5 o* v. [● 无音频噪音控制技术
2 ] ~+ H5 S' u1 L# ]4 |4 J7 t9 u) E1 u" S- G* u
● VDD端过压、欠压保护功能
! k% _" G! g7 B }4 Q! A" M( l- n; {
● VDD端钳位电路
+ |% p; a, V0 z1 K5 W( T2 q, t: x. f' Z$ \! X3 Y0 C
● 内置输出过压保护功能
' q& W! j! x0 M+ V' _7 o. ~% ^- k. h i" f% H" J# ?3 O" `$ X
● 内置FB开路、短路保护功能- O! g' X' q, F0 {) I. P9 |# D
: }. C k) T* C4 ]8 B) x. c" }● 内置输出二极管开路、短路保护功能/ f2 L% v% w' ]7 E
% O3 j4 D" D* n: q' B● 内置前沿消隐电路( t+ |7 S* P3 t- f* d2 d
. d L4 d; n$ A& A7 z) w0 |4 g
● 逐周期电流限制" L2 t6 I8 v3 p( i$ Q
+ K+ ?& U1 Q! ^: ~+ k* h
● 过载保护功能* N/ H+ ?, i, R( ~. m1 u8 D
4 e% k7 s3 B- P. p, [5 A( e3 d
● 过温保护功能
0 f0 G4 Q" x+ s) \" n
: r+ }2 t' o3 ?* f● SOP-8L绿色封装
. T7 h- f9 Z ~7 ?4 m4 ]. s5 K
9 U0 Z. [' Z0 C( R# b6 I基本应用- V B( v9 l. A! {/ U) m0 [
4 a+ }& u3 h" P! H s● 小功率电源适配器: c- p$ m4 H. k: W* X+ [! N
; g2 N" L# W0 Y: w0 g. V3 Q8 o4 D● 蜂窝电话充电器
1 Y/ x7 ?9 ^6 B
* J7 W5 o$ x' @7 \● 圣诞灯、LED驱动器
7 h9 Z8 S2 J6 k7 d/ i, [3 H+ u
3 }- W, i3 s; Y- L- _4 @● 替代线性调整器和RCC) w% _/ G9 l; v; m- \
" J: v* O5 L( }% Q" R! l
典型应用4 T9 w. {& p$ ?& ~ L$ F
' K4 s) R- S, w5 D' V0 `" O
& Y: \6 [8 }5 Z& @/ i! Z
管脚排列4 b5 y( \7 J$ S
管脚描述
7 v, q" i4 P6 k; u# z7 U$ R' g9 G8 z5 K; h* ~; A
9 u* X3 i+ x4 C1 n& e3 a2 j
4 R s( M. v y6 L4 t该样机是一款基于CR5216SG设计的，全电压实现无Y电容12V1A输出的适配器。AC90V满足启动时间的条件下，实现AC230V样机待机功耗<43mW；典型输入电压时平均效率>84.3%；能够满足最严格的能效标准“COC_T2”；全电压可实现±5%的CV输出精度。0 U& C% B1 P5 x9 [
* R/ v4 H/ i b! D5 c样机尺寸：长宽高54*35*20mm，样机具有“软启动、OCP、SCP、OVP、FB开路/短路保护、OTP自动恢复、输出二极管开路/短路保护功能”等多种保护功能。
# w! Q( p: @) H4 [( n
0 L+ S1 J- M0 b. @8 I$ b& F6 O/ m样机的变压器，采用了EE16加宽磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。1 X' D0 p* U: w/ H, x. D5 a+ C
$ M5 @/ R9 V @/ `+ S4 W& c
2、样机特性
3 b7 |, v$ C* e! {& t7 O% B6 ~% R+ _5 K
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。
' `! ~( P' m8 q' u& j, I, N/ h1 w2 S0 {" `1 Y/ H2 f
2.1、输入特性：2 z& i0 a- A) u1 m, N. K
0 ?2 u4 q7 U4 N$ O% Y' C
2.2、输出特性(Line END)：
+ B. Y6 }5 D6 {) R' T
5 }8 w6 A3 D3 r1 n
2.3、整机参数：& H; H9 M1 p5 ]% H5 d5 `; O) v0 f
6 }0 } \( m; h2.4、保护功能测试：& o, h; z0 X$ d0 W- ]8 Q
% l- M: k' x3 w* B2.5、工作环境：
- M7 `+ |- O, q+ x8 [
& Q. W( \" w3 I1 ]( b- W2.6、测试仪器： D% h( T) t9 z# {; C0 B
: {- Y9 m2 z6 U! s( _, p2 b( a3、样机结构信息, U& H1 A8 a3 p
/ |( f; Y" F5 `& V8 y
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。/ |4 E0 T3 u- H! z7 W
- Z/ i: ?' Y3 V' b" U0 `( i" j
3.1、电路原理图及BOM：5 `% r! R* H4 Y9 v+ t B2 P
0 y5 B2 b, Y$ |% a$ A
3.1.1、原理图：5 }& R* N+ X( E# Z/ f2 P
8 K$ p% L# v$ f# j' p
& R0 o( r; u3 w! Q7 D3.1.2、元器件清单：
* f. S5 o/ D J& W1 H3 ? g0 t* J& K/ Q8 C6 T, |
$ R. U3 i! p5 v, \0 {( h3.1.3、PCB布线：( M5 K" o; g- L7 }; k
4 s+ I% p( s4 D$ p% Y5 w
PCB顶层布局
3 w3 y* M6 d+ s0 W
PCB底层走线 4 _3 ?4 b6 ~, O4 ?
3.2、变压器绕制工艺：$ Y9 \, I" s2 q; g" _3 ]. C
' x' l5 T! P2 B5 k4 M3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
! w4 x% b5 f! N! X6 f6 G" {$ l( I! _$ X* _% M" f3 ^
: c6 y8 m% {1 @
4 j \. S9 s$ B/ r" p; b A+ H( u3.2.2、规格参数：3 T# ^+ }" ~: s$ [; n
. ?' m( X3 S, E6 `7 e$ {1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
0 U9 V6 t$ \: `; \2）材质：TDK PC40或同等材质；
1 Y8 m( r1 G& D$ x" g3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
4 n/ _! F% ?# Y3 `* e& e2 Z4）N3：三层绝缘线；
2 }. G5 T( t. Y. @5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
& v Z/ ^3 z U$ L. Y6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；) l) i5 C( ~" {: q$ L! ]1 D
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz）)7 V: {' y- {- A5 Q Q+ f1 I
8）耐压测试=3KV 5mA 1Min9 g, n0 A+ O5 p8 F& e2 {- l
9）成品要求:浸凡立水
5 W. J! i p2 e9 z# ~+ {) B8 Z* x: R/ [; Y6 I
3.2.3、变压器参数：2 Z9 F( o# y5 G6 }) K, G. A
& Q Z8 y+ K* ?$ O1 ^ T* a) s0 n* a
9 d1 P K, b9 @1 I7 X5 r! ?' i0 J4、性能测评
% [' j2 C: u0 [/ N& `% r) g. E" q
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。
[/ Q4 e" p( P" d6 c* B5 I! ~5 R* J2 C# f, q9 A
4.1、输入特性：% h$ j |- V+ T. f: o( m
% Z2 B8 [3 }6 ?1 g- y! 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。+ S2 l$ e) n8 k: H# q
* {4 Z$ {* T. i0 H
表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)4 L$ B! B% ^* Y2 A
4 G& H# w5 [* F' D8 i7 d- X5 O5 `4 [6 n9 H6 e' M, h7 K' n; F
表2、输出100%负载下的输入特性9 I9 g1 x# c& u U2 p
, V# N0 k( S6 p9 T+ j, x) b表3、效率测试（PCB END）2 G' ^% K" L8 _9 x9 C
8 u0 o1 l7 T+ J4 p# w5 m, k1 u2 x) }0 {表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）8 g- x& R9 K8 {" f8 Y5 i+ C
. m0 ?3 t9 j3 B) i Q
4.2、输出特性： s% L* \! x6 b- A1 H, D& I
4 \! u5 m, m2 l! l1 b9 d
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
7 i6 }+ G2 n0 j" P( ]1 V- m$ ^. S5 v, X. K1 ~8 c
4.2.2、输出电压纹波：% |$ \+ R/ M/ u( }1 h0 b
* J1 N( h: B- z# _: n4 T. g
注：纹波及噪音在线端测试，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。
* Z2 U4 r9 ?4 W$ v# F
' U! C/ l/ r" b7 }8 q) x
9 S1 |0 [) z1 B; H3 ^- N6 S
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
+ J* K k4 B2 T
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load , d1 @$ V; Z' `. f$ U
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
0 I1 S9 ~: H1 ?1 V
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
- F" W( f+ A% w; a2 u6 w4.2.3、输出恒流特性：
, W% h6 t& t( v1 H+ |' _9 e$ h, ~/ s% B8 L3 `! g; Z X
$ B0 h' y9 u$ n2 W* s p: I# G- S
4.3、保护功能：
! T! M& I, r8 C3 N8 O7 m J e( p0 o3 p
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
0 {& ^# {6 Q- ?- ^
, \9 L7 h. c- {# n; D9 u1 j4.3.1、过流保护：
! E+ E, R% h3 y3 I
' P% Y" J: H3 g4 ?" M4.3.2、短路保护：+ K2 K7 e" E* @. S2 b$ `) [
r1 R7 ]; ?6 y0 u4.4、动态测试：
" h* G8 x" m% T/ A, w* N4 p. n+ a
注：输出动态负载电流设置为1A持续5/10ms，然后为0A持续5/10ms并持续循环，上升/下降设置为3A/us。 V# ?: D9 p/ N. [! D w, o
0 [$ G# `4 a1 E, s$ ]( L h7 U H/ K0 r3 b$ S
AC90V @ 5ms
# y3 K: H0 P5 {+ p" u
AC90V @ 10ms & v8 U2 s( {% s$ Y# W
AC264V @ 5ms 8 ?& o+ B; M/ b1 ~
AC264V @ 10ms ( b* b' N2 E! d, @* r
4.5、系统延时时间测试：
0 s. ?: {. g0 X3 ~' G& C$ _& _+ _6 F. x8 M' T
注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
, T, Q/ u2 R4 ~8 v* S$ E
$ H. [4 f2 M; J$ B0 d
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
; ]8 m4 l' y" ?2 C$ n, r
TON_DELAY @ AC240V，100% Load + M" s" ?, G6 B* R
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
6 `! u' T/ c7 O) h" u4 o
THOLD_UP @ AC240V，100% Load & B7 E! r: U7 A8 n( I
VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load . ]4 _$ b8 m2 G: l2 y- h2 U
VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load
4 u- Y# i' L4 Y- b, z/ Y: l4.6、其它重要波形测试：4 z2 C0 w- S- f; G; K% Q0 q( A1 T
6 Q; ^, n; M$ T# [ q
注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
( i$ g, m- Z. q6 A# Z. K) T
. j) m o' H4 H* d2 H3 @
AC90/60Hz，100% Load
2 O" }5 J2 |$ Q; o3 B# a0 B
AC115/60Hz，100% load
/ N9 H+ ~$ X3 x5 ?) H
AC230/50Hz，100% Load 8 K, i! {2 r, r- t
AC264/50Hz，100% load
- U2 Q& V4 H3 f' u3 G; o; ?
AC264/50Hz，Output Short
- a: q8 H/ O$ }/ `
AC264/50Hz 输出肖特基电压 & l* e" k( N+ T) n6 ?
4.7、系统温升测试7 ?8 S9 `9 W) K# B+ y/ c
5 e6 \0 t6 ^+ ^' k8 G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1A。
" r; K( D1 h' q6 k* ]* Y" x( L5 Z% o2 }$ M' g. J
测试样机及配套外壳 ?& n% K9 Y" R$ K
温升测试：(℃)# Z6 T' Y7 ^; _2 l5 H! {3 z
3 Y! B e; A2 L* \
; a( c+ N3 n9 c0 b3 {- y" l5、EMI 评估测试' K! D0 E3 L" R% V
7 d, i0 b9 T- T测试条件： i9 O2 M/ S2 V7 U" |# ^; D
# t7 b( F4 [5 T5 B$ M4 g
输入：AC230V/50Hz；
% X+ K% `5 H/ K输出负载：12Ω/50W；5 P( L" ]5 |4 t
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
$ W1 F5 K6 h( [* N5 J% ^/ Z+ o, ]& N! y, c! W
AC230V/50Hz 传导L 相
+ D7 Y: ?+ Y! K% i6 d6 G
AC230V/50Hz 传导N 相
# d5 t. n! Z p$ ^3 C
AC230V/50Hz 辐射测试 " J- }& C9 |3 a
|
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-7-21 11:36:05
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡