本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-7-21 12:00 编辑
9 e* h$ H" x2 }/ K1 f. \9 j- J4 G* |
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？8 m4 j1 T' e) x( G/ \
4 B# Q. x* C a2 W: r5 Q1、样机介绍9 a; l7 [$ }0 T C" o
* I% N- U' d! j- A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。$ I7 J/ l' A# d! x( U$ T
! {3 B ]! s6 N: B+ h
CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图
8 R' ?4 U+ ?2 oCR5216SG
. g7 J; i3 b- q0 k: Q; y& m0 U9 ]( E+ V' ]. {. G1 g4 U; z4 @( v
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。, i' L |" I0 m* Z8 C0 x5 o4 [
/ u: N) \3 d( r
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。
# w* M# G. b) a. m- a( [+ K$ U, a; G
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。( F8 l9 e' o3 ^% {5 o
+ r2 Q* U+ o* V D9 v3 E芯片特性
8 m5 @! e5 F2 p* u8 Z; ^, y$ @6 M, p' b2 @- \3 J! H
● 低启动电流
/ e* v* n7 p$ C$ E9 s0 S9 v8 C) P& j' h! S
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%! ^; W4 V% g$ o* K; b- J; `! g: {8 f
2 X: C& j3 A: o6 K* C' z; L5 U
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出2 r8 r8 |6 M% y' q4 G. \
8 p+ p( q) S7 S" n
● 动态负载响应功能
& r) a3 j4 k; s3 ?
) p* [, d5 b% R● 可编程CC/CV模式控制, f! u4 F* F- Q' E5 p0 h2 W2 b
$ u# O l; t( y6 G, J+ x% ?
● 高能效QR控制模式9 q2 w6 s$ b4 z5 ]' R. ^
( `( w* l$ r& h6 w V5 P; D2 p% x" X● 内置初级电感量偏差补偿功能& E3 [1 O0 a: A3 ~
, I! |+ `' x8 }5 J' p6 W● 内置输出线电压补偿功功能9 H" ~6 g8 |+ S7 F7 m
% x0 p# R& W2 N● 内置全电压功率自适应补偿功能
+ c7 I2 }) G4 L8 f0 v' a) ?$ _$ ~0 S" |3 e
● 无音频噪音控制技术
' p; I: D f4 r+ \/ B! e% R8 \7 x% C0 k8 s8 X! O+ T
● VDD端过压、欠压保护功能
5 u3 j' h f2 J3 `6 i; m2 E
) Z" ?1 G" `/ k* W● VDD端钳位电路
1 t) x8 `( s4 |1 _- ?8 N9 s0 l! N( }5 b0 Z6 ~, X4 ^
● 内置输出过压保护功能
; S; Q, z7 l% V' m+ c, N) Z+ K9 Y5 L
● 内置FB开路、短路保护功能
& R& ^3 v a0 c/ R1 C; u2 i- I7 @2 l
● 内置输出二极管开路、短路保护功能4 r7 X% T- _3 }$ r! Y
. T. ?+ G8 m* z: w● 内置前沿消隐电路. [# n* N/ ~) [' Z
/ p, u* F5 I# C; q
● 逐周期电流限制
* Q/ Q* i+ Q! ~8 Z3 m" @) \! X8 J9 m, X& i
● 过载保护功能
9 ]( C# H# p# P8 z7 _' }+ U
. r4 j2 \& X5 {! Q1 L● 过温保护功能
2 }& W" G" o( B+ b$ m
I$ @9 v5 X8 Y" B● SOP-8L绿色封装* R/ I/ x% L' _0 N8 f- ]1 P
$ i' M* F. N0 A: F基本应用
6 E% C. ]7 H; p5 V' t7 {
/ x& c7 S+ O! L6 _# I. P● 小功率电源适配器6 s* W- p$ h& U- e
7 K( P! w. x( o# N0 k* J( h● 蜂窝电话充电器; o) G4 A: T1 I9 X" D0 A
& [$ v/ o0 }' `9 o% I! a* m& j. I( X● 圣诞灯、LED驱动器
" e" B) L/ K! V; t, K; M$ [& i2 e' ]9 D6 f( v7 s& Q c
● 替代线性调整器和RCC2 l* |9 ~$ G# Y& A: \' Y- R
8 K' F8 K: T; c3 X1 H9 K
典型应用
, R3 b$ ^5 I( m* L
: l* N) R* u( _/ }4 F2 _0 `: R* | e* M$ ]
管脚排列
7 j. c' p2 s2 J管脚描述
2 ?$ A8 O/ ]! I$ Q! d! C" y1 P1 D. u3 H8 A7 k
) {1 W, z, C# X0 }& ^' R1 o, G. f) K+ Q, _" p
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。
: L8 M2 P4 m, O/ h2 Y) B! h$ z v& O* ]* v% d5 I/ C* J2 R: o/ I+ n
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。+ R" O" _8 F# ^# _
2 K7 ~1 l, ` }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。$ @; U; R- |& x( e
- }( m8 R) }* E+ D
2、样机特性
! e& h1 v5 O) o% x5 A
/ L. s+ F$ r1 l2 m+ X5 `: l$ d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。) Q0 V* b c5 P) F3 R, D0 y% Q
/ ~9 m- M8 j- e
2.1、输入特性：
' @* ?; I& ], W0 e
8 ?7 Q' W+ K7 s+ e3 ~6 S% L0 R/ \2 K
2.2、输出特性(Line END)：9 G. l n. y8 @+ X
9 R# B2 ]( `( a8 `
2.3、整机参数：" l! v* O; U8 u' J+ g; |" `
0 I" b8 @* e7 e8 X4 }) q
2.4、保护功能测试：1 g o! G: E" N3 R
9 [% r" V# x$ I8 q2.5、工作环境：
/ ?8 A! ~1 H* e! t& Q+ f% [8 O6 N) F2 C* G2 X2 V/ l ]
2.6、测试仪器：* x7 l) }- Q* S5 Q: c Y; y
1 @) e2 q# P. }- \$ X1 t: |% r3、样机结构信息
1 s' U4 D$ q7 V/ B8 q4 d' W
& J1 K1 R7 l( v. T& L, E- I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。- _& h- _1 h+ v4 I4 l/ L! @9 e. X
5 ~* N& P8 n; Q6 e5 V8 {6 i- N5 b3.1、电路原理图及BOM：* ]# I6 Z. z! i0 Y# P$ D
9 S o- U4 H6 d3.1.1、原理图：
4 z9 J1 g6 I7 H3 }. s4 J0 W+ ]& X9 \" e
, C- L1 H: S; P3.1.2、元器件清单：
7 @, ?5 q9 k9 {8 t
6 t$ s5 o, l' R3 F- ~: ]# V! M5 }8 s1 u6 [8 c
3.1.3、PCB布线：
# D5 [( N# B2 Z9 p" \( [& g3 S i9 `& z, x7 N. N
PCB顶层布局 ( g+ Y3 i" h: w, R' b: \
PCB底层走线 . Y4 ]8 P! d* y
3.2、变压器绕制工艺：$ h; H- a9 W9 H- r5 `: ~5 a
& S8 |$ R3 s. R3.2.1、变压器电路示意图及结构图：6 J: |# P1 [) B
7 T& E/ k$ W! c: O) [7 P8 m U/ S
' F( B- o# R9 }) U6 Y Z. z. {0 ?- N9 c9 x. l
3.2.2、规格参数：/ W6 k4 a9 Z. h, i
% G b+ }: @1 H+ Z# v) h _
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；1 f8 M n5 V' u2 U+ b3 E
2）材质：TDK PC40或同等材质；
$ p1 l* c: \4 b* e [' L3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
+ {, a7 F" l+ ^: q4 ^8 g4 _: [( `4）N3：三层绝缘线；+ U5 g" \7 m/ v
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
9 X5 s o. F: _; I V: t+ z6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；8 k) K) o) K6 h; v, N. s
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）)' M( @; w9 [7 g" O' F3 l
8）耐压测试=3KV 5mA 1Min. v& h% A% v' e) N$ W
9）成品要求:浸凡立水. B) i1 i. y9 V+ u- {# g
9 {- A4 N* F1 c% _7 K* _0 |# T2 f
3.2.3、变压器参数：
& Q1 w: ^( K4 i4 a9 q% _
/ k3 g% g; X/ c5 c; _+ Q
4 c; D5 w W) @" t* f# w' Q4、性能测评
2 [7 F" b7 V; `9 J* D% p2 \8 z8 {7 I- W
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。
! G; o% F. N% p
8 u1 y9 C G, f4.1、输入特性：2 I$ x) e) u0 C" b6 o
! F1 K! K) Q! n6 [* W# \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。4 V8 C: T% d3 r
@/ Q' H3 _0 I; B! \表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)- E3 K$ n. s" _) R) k" L
2 J* p/ r- E3 F% f, r2 F5 s7 O0 z. [% s3 p7 I
表2、输出100%负载下的输入特性
. e' [2 O2 D% o- J8 L5 H1 B; L1 Q7 l3 b6 j( _& _3 ]
表3、效率测试（PCB END）
' f3 b9 z5 l. G& |& Y: }/ J1 p+ b* ~4 ]: M7 Q
表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
: S3 p9 R' j5 K+ M, U# U# S# X9 V9 ?. x. Y. M
4.2、输出特性：
; u" }2 m$ e- K' C" S: ?# N. p" x! A/ b7 z- Z
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
# ]5 u! P/ y" e. o9 z6 a
% ~' p+ N e/ _$ Q. F+ h( R4.2.2、输出电压纹波：
0 }7 a: _4 J3 y! ~
% ~8 t% B. e B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。& y; e5 B7 _, e1 F" \5 n5 y8 V
: V: V, E7 e& |: J8 y
) `% k& l# r0 o A$ v
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 3 X, n* @+ Q* Y% _; ~& q. z
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
- w) y# X) t7 F3 f6 v
R&N @ AC264V/50Hz,No Load ; p4 y* `- T/ C- n. S
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
; x+ e* i0 c) q; O4 \4.2.3、输出恒流特性：! e, z+ P0 ?. e* x, {: [
" p9 U. g1 n. P% C% C8 z& Q/ v
) d& g1 p, F6 `% l {$ w& ^4.3、保护功能：
) d' I: ?( }/ b# l+ {; V! D. Q2 a9 ^& [! u
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
! }/ Q) k, r: _1 {
: ~8 S% L: O& {: D% X4.3.1、过流保护：% ?$ E" c- z. L! ~7 G2 C, L: I
2 g8 R! o( ]* l5 D) `1 Q8 [4.3.2、短路保护：5 i4 k5 F! E( z* U1 `. O
' e' {$ m. C7 N
4.4、动态测试：
2 F/ T* m6 s1 U: z2 H/ w
( P m% k5 [' M% C- c U! H3 J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。
3 F+ S$ @2 D$ t0 v) m7 c" O) ?. d) x/ w4 K+ I/ f; B
0 Y1 ~' Q6 I- _. a
AC90V @ 5ms
7 i" t" b/ a; J( [$ y8 `" {
AC90V @ 10ms : G2 ?9 B$ m4 T0 [$ [; j9 P w' d W
AC264V @ 5ms # [8 A9 M0 s0 O: y& W3 N3 G
AC264V @ 10ms 6 S1 f# l9 U0 ^4 n4 [) l% P
4.5、系统延时时间测试：
/ [" ^ }( W: h) \) F* A$ A
- |% {9 c0 {4 P9 N/ m1 J0 ~* Y; j注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
. K. `8 G1 p0 n* s+ b/ H& ^& I& [7 ^
( E$ k1 t/ P2 Q* _+ l
TON_DELAY @ AC100V，100% Load , e P! J9 e1 z0 P
TON_DELAY @ AC240V，100% Load , c1 j- I1 v8 |8 g) [) k. B$ g
THOLD_UP @ AC100V，100% Load & v6 ?4 l) B# l7 F/ C( U
THOLD_UP @ AC240V，100% Load 3 P( b( O8 |9 x" X
VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load $ d3 `% W: {* s1 x. S% q3 J; Q6 s
VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load " x: t7 K- M# r! I/ S' X
4.6、其它重要波形测试：
# U* ^8 |/ \; t( I- l, m1 H ?
6 m& d* @* S0 _注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。( ` G; U y" ?" x) `5 ~
( ?- g O7 T- P5 _
AC90/60Hz，100% Load / e0 F0 a5 _- L7 o
AC115/60Hz，100% load 2 F6 F2 p" I! h: g2 k! M
AC230/50Hz，100% Load
8 W3 u1 I7 O0 u, A+ }- w ?
AC264/50Hz，100% load 6 ], P9 [7 h! H. \% V" S/ i8 W
AC264/50Hz，Output Short - q' \% k. }; F6 c- Z
AC264/50Hz 输出肖特基电压
" \& N* a8 W7 V; h7 f4.7、系统温升测试
3 E) I( J8 G, s; t. U" u
8 e! i2 r5 ^5 w" M T0 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1A。
$ w/ e' l: v& D$ w$ _1 c# x* y7 n' m \0 A: N% `( H. o
测试样机及配套外壳 - \# p6 m5 z+ `( {' m9 i
温升测试：(℃)
* G% P$ |6 x: Y: L' j, V" ?) O$ a* S/ E# Z
3 Z0 B8 Z2 B7 ?3 s' u; e/ G' i5、EMI 评估测试
) H- |2 f/ U) B% B" r f" ?
& P6 D) i& P# e测试条件：
/ Q( h! A I) L S4 E" \/ ?3 N) |- I! z; B1 t7 h) G
输入：AC230V/50Hz；. N4 K, n3 J% Y
输出负载：12Ω/50W；7 r/ c% q/ l" Y4 i
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
8 a E% i% m$ d, y1 {; Q9 {. d* n# f5 X3 c8 T
AC230V/50Hz 传导L 相
! G- t. n9 Y8 `7 s- p
AC230V/50Hz 传导N 相 " u6 k& R# \0 d' K0 Z2 {9 l
AC230V/50Hz 辐射测试 # P# b4 \9 @) z6 d0 |
|
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