本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-7-21 12:00 编辑 . O( O% c! F1 W# {# e- n% v
" D2 M& _ b+ M; w. L+ d2 u" G8 d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？( ~/ m' J$ j5 u! X7 b) ?! B
2 O) M, F4 G+ H& P* s1、样机介绍
( F3 a# v- ~: M+ L% t0 m ?
. C% ]' y/ x' Q8 y% ^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。- P( ]4 s: p w0 Z* ^
, a# ^8 w( [& Y( p8 j& ~8 O
CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图
# d" Q. m0 o5 E9 _CR5216SG
/ i( H! p* q0 ` {) h! C! @8 l% J* k; W; b. o- I* b; h
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。
6 y( ]1 v8 k3 R' l% |5 i+ J
9 E, j. @$ X8 P" X0 |$ y; B( x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。% T/ S4 z3 P E+ D D
! g* H2 I8 k* u4 r' m L/ 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。
1 K3 L9 c0 d' }! A. \* d
8 k* y4 A- M: d) C% s芯片特性- k7 d/ B# _( z! u3 H8 F9 q
! G8 V5 V8 }* i! W2 m1 I5 a● 低启动电流
+ v/ _% w3 I! p: b# \; X% n" Q7 K5 {; M
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
( D7 O! m3 Q5 ^* X: B$ ~0 R# ]
0 v p* c4 i0 Y4 C! D* v+ }● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出8 T3 _" k: T% n7 J; @
$ ?$ }) u4 X& A+ i& { L. s) O8 F● 动态负载响应功能" l& x9 _3 i! H. o4 Q4 h. O
. M6 A" G' u2 N1 ^# V5 r0 b● 可编程CC/CV模式控制4 m3 J2 G* {# B9 R6 ^$ Q
; `* g$ e( K" l v5 ~2 x# r# ?- I( t● 高能效QR控制模式6 i' _* h W+ Q, H0 _
6 Z" S( `0 r3 u3 s: |2 a- c● 内置初级电感量偏差补偿功能
9 `7 G: ~5 ?9 n2 L! D' V( g7 C1 e" `6 h- j0 D5 D+ `
● 内置输出线电压补偿功功能
% \3 Z; u6 V0 a7 `
& Q' `& I, [8 m5 o/ r; ^● 内置全电压功率自适应补偿功能5 S+ p, R' ~3 x$ K
9 P+ K8 p$ @, X+ z; f* S/ F# L) e
● 无音频噪音控制技术
4 Z2 @3 v1 V* ?6 } ?' N1 m0 G! c% w) d+ |; A/ |# i) [8 V
● VDD端过压、欠压保护功能
7 K: Z9 z6 r$ n! M5 c9 ~4 I
9 ?3 O8 Y, c j* \& q8 S% O U3 x● VDD端钳位电路0 L" h0 d- ^# X2 w) E
4 T5 m0 d5 `+ Y! h3 L
● 内置输出过压保护功能
8 z9 K1 ?# I, ?- B! ?, R1 y8 r' L9 _) l( ]
● 内置FB开路、短路保护功能' V/ K& S) |6 r& z- j; q
i* Z# ]/ C ^4 Y4 ~% ~$ o● 内置输出二极管开路、短路保护功能
/ n( T* z3 ]- j- I& q. s& A+ @2 d; I2 `8 A1 [% N* y' V
● 内置前沿消隐电路( ~8 \1 K' g& \
% I- c0 _1 U8 d4 z
● 逐周期电流限制
; L# u! G, W% _
" E# s u. v, m2 L$ q7 K● 过载保护功能1 }. V/ {- n2 W2 Q7 \+ G
) _9 L* U: p) p& Y. W● 过温保护功能
9 c! N, N/ j8 l# j
1 Q: M3 g/ `- v4 V5 h3 m2 d" V; T● SOP-8L绿色封装
4 ^, e. B! l4 q/ \* v2 t0 V0 _% {# Q& g) W/ t H
基本应用' V( ^) H' W- Y3 A6 X% K E
( T; w! y) c/ k1 Z0 S● 小功率电源适配器/ q' U3 ]+ [0 E/ \9 i$ q, H
4 ~1 s" m( g. E5 q$ x: g! Z: J● 蜂窝电话充电器
% m0 |) u% H! Q& o1 }
5 E2 H0 I' P" u● 圣诞灯、LED驱动器
" }9 h- Q3 q$ o. b. n2 s% H2 ]
7 m! y+ i% x+ `3 ^" t+ i4 ]: x; y● 替代线性调整器和RCC& O8 _4 n) N1 \' l7 ^
. A+ }, V& J* K典型应用0 W1 A' H+ M" S/ G* V
9 g* c+ w0 V7 j0 u& a
* W$ M+ x0 W5 _管脚排列$ o! `* \) l9 L
管脚描述8 L. t" U2 v) L7 g& l
4 i7 G ~ r) k+ ~
- m/ J# ~0 q8 N4 R1 r. |% c* r8 `) n) N
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。
5 [7 G0 f- v2 z, L5 k' |& L1 ]) s4 N* x! T' }
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。
7 u g7 }8 g" u+ Q' G g7 x/ U
' l M" E( z2 I2 e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。9 s; Z' \, |3 u" R
( y! G% i' w7 h0 s9 u: ]# J2、样机特性
" \# J4 U9 M5 G1 T* J2 T2 F/ }% C. o# ]$ v. t. O
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。
% }' s, }. |; T. \9 E# W$ w5 e; e, G
7 H' p' U" e# b) L, d2.1、输入特性：1 ^4 U/ O6 n# j; b. F6 n
* B# t8 F( e3 ]# Y" a* x$ v2.2、输出特性(Line END)：& P8 x3 m1 k: E0 |0 k% \, H
, K% @( r$ k' ~2.3、整机参数：
; e" S/ k0 \+ R {4 T! x! m. R8 `7 n% ^7 X! Y! T
2.4、保护功能测试：
9 H7 [8 K3 t5 x' K; m% |3 D+ ~& y9 T4 t" Z
2.5、工作环境：
2 z- S( I7 f/ B/ c# a( r" ]6 }: j7 L/ v. c0 D" v
2.6、测试仪器：
' V! Q7 Z l) x' V) c1 h% W" [* i l8 @# n9 O3 _' F
3、样机结构信息
$ \% f- @. m- w0 d. n
# O" O$ [( p( K; p8 b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。1 e+ n( c' N, u
( P' c9 j- Z& Z( p3.1、电路原理图及BOM：8 D! `. R8 X- l# S
; o' ~" K' [6 e3 G( i$ M7 H( R
3.1.1、原理图：* U# S6 k! J% c# O& u" j4 N) d
. V% v, I# u0 p& L; a2 s! ~1 {
5 q9 G6 ]% e7 }, C3.1.2、元器件清单：
5 \9 |+ a# G; w$ r* K
+ F: Y, \! U. s |# L' r6 v$ d2 H- n4 C6 n
3.1.3、PCB布线：# D0 U, X0 k7 x. p
% Z1 N) O; N: L- ~8 C2 r+ U1 v* K
PCB顶层布局
' S0 c/ T9 O W0 O
PCB底层走线 5 H/ T4 v; H$ t" i8 a8 u4 ~. [
3.2、变压器绕制工艺：( r+ \ Y$ Q: X; B
0 e. A% M" d1 V8 }2 a4 G. ?! x
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
( @1 t' O# ?$ _
( f9 f9 h5 n4 g1 R" [8 Y' v0 }* n3 d$ K1 P2 F' Y/ O. \
) e+ s: S' z, S' S
3.2.2、规格参数：$ N5 d: u8 E( ~2 y% ?" y
* }1 `6 o! ]5 X8 T4 p3 F5 W b1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
* ~+ ]6 T6 Q) f3 j3 U) V- b2）材质：TDK PC40或同等材质；' J6 ~$ c' i! l
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
3 p" Y3 J: F+ Q% g" u# P' \4）N3：三层绝缘线；2 C. i+ D# U; \+ N
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；3 l/ i+ s n6 h0 o* s% ?
6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；/ E& e& L! N5 t# b2 x
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）)
0 q, e3 {3 c$ Q9 f8）耐压测试=3KV 5mA 1Min3 {5 ?& u8 d; a$ n2 `
9）成品要求:浸凡立水8 Y; ]- D- h1 d. o% P' X% ]
9 K' _# {' }; i' s
3.2.3、变压器参数：/ Q' x x1 m6 {; T
; N# v% P3 x! J& i9 L0 h
1 ]+ n* C5 I" ?( ^" p
4、性能测评
" D6 H3 X0 D) w% Y. V U- S6 Y& ^# j' x* F! F
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。
5 H& l- N" V1 W+ ^2 B- p1 F, R! o6 t
4.1、输入特性：
. A5 i" u D0 w; ?' e- Q. ^4 X! S- _4 N3 \; o$ u
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。! P1 U! I! F- Q I/ e
! V1 Y! J- v) T表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)
' Y0 R4 d' t5 ?+ P$ \0 G2 l( T# L
. g% R$ d4 L) |表2、输出100%负载下的输入特性1 ^" a1 q! |3 f& A
: `1 C! j1 B4 g# G7 f# ]$ w表3、效率测试（PCB END）% L% d9 o$ f" A+ ^4 P2 S
3 \. b6 |9 c1 }2 |" e( y: h
表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）8 O4 P: v( ?* y# ~ Q; J* x+ t [( @
( B) U5 m. i, R' R2 T: D- I
4.2、输出特性： C- ]- t+ i" a$ C1 a& l) _, |
) ]4 d0 \; m) w8 V5 b8 w8 j8 h
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
( S4 n) w9 M0 P. g' c& [
1 ? M. [# p. [/ D4.2.2、输出电压纹波：; l( m n. `9 V8 @* o( T
* e9 e* J; w. @& E! h$ ?! J6 C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。3 x ^( A( e8 I
/ T0 B" l* H6 l; }" e* n$ F) V( r
. j, F8 o2 }9 j
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 5 e/ E3 @, y2 }0 N
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load 1 c+ b1 e/ J* V4 Q8 B0 U/ P
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
8 N: S, n/ @$ C( P
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
7 S, [; ]8 V* E5 o2 r9 Q4.2.3、输出恒流特性：) `+ x% [: l* c4 ]% i1 ?4 E- D
) l/ _# X( g. _
( B8 B9 {6 H: F( P6 F. Q0 k4.3、保护功能：
; L! m f5 W( G7 c0 j# D0 Q) e$ h" |' o8 O/ L6 y, M
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
( x, i6 t. A1 U# U
8 Z+ M: l% ]# C W" e' C4.3.1、过流保护：
: O/ Z% t, [ a6 L/ V" L
5 {% [1 n. s" T8 V: f- J0 h4.3.2、短路保护：$ Z' Y9 @7 x% c; E4 A1 o! u
9 Y. ]+ W7 B: P$ p) \4.4、动态测试：
& j3 g k* R/ ]: H& q: W K2 T' y7 V3 r
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。
* |1 S8 V% P* m- N) \
/ N9 b( g4 Y- u/ ]9 c* f& L2 V0 T) {7 j6 I& p
AC90V @ 5ms
: x. ]) _$ u1 ?( n5 g
AC90V @ 10ms 6 w& ~0 u( x; e5 z1 g+ p: Q0 T
AC264V @ 5ms . P; D% t0 s8 `$ [1 F! A. [1 X7 @
AC264V @ 10ms
: t! a6 y3 O2 X4.5、系统延时时间测试：9 K8 {7 j) s D& D$ o
% x; U- o" G% `( n% n7 K注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
6 [4 X8 z& ?( d3 N- h- Q8 f4 |; _6 H
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
' t( Z: x- A& f n \* e6 U1 L L4 ~9 p
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
- j# @3 ^% Z$ |) E1 p, a
THOLD_UP @ AC100V，100% Load * [) B9 Q' z4 \: |4 k, r
THOLD_UP @ AC240V，100% Load 8 M" J1 {3 P7 Q8 X' L
VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load
& W. }$ f: D: I# p# M) F* m
VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load
0 \; _5 V! h3 o4.6、其它重要波形测试：
4 C# x' ?3 V( {/ @0 q' Y
* H% L5 S" C" n* Y! @3 Z- Z8 ?, z注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
% T, q. _: @, p6 C0 \
' k8 \) y. F) B5 Q6 B
AC90/60Hz，100% Load ( N f0 f$ J. V# I, e/ Y) C6 |( t
AC115/60Hz，100% load
: q3 b. }9 }, c {
AC230/50Hz，100% Load
. h/ k- `$ H( y% H7 }, W
AC264/50Hz，100% load 1 J3 j3 C+ |" k. p3 ]/ |9 g
AC264/50Hz，Output Short
0 ` k" J9 V& u g
AC264/50Hz 输出肖特基电压 ! i7 F8 }. h8 D8 R z) y! o/ Y; P* h" B
4.7、系统温升测试
. D! a) {) o E8 ^+ ^& B! T
0 z- K9 G; s0 B" t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。
5 o" ~6 A* p$ A' z6 X; u2 t' G( j# V d
测试样机及配套外壳
3 @' w8 J& ^7 d6 y温升测试：(℃)' W+ y& N: O2 g( J% d- z
5 Q) M% Y; U$ ], J6 u: n% P. `$ g K: ]; k/ I% N
5、EMI 评估测试
. i$ o6 {) l4 s0 _; g
$ m8 P$ e% O1 v6 ]& |# M测试条件：+ m, w; r6 H T( o' p: m( | Q
7 y. H9 P, V. v- y输入：AC230V/50Hz；* P/ i8 m- X, U
输出负载：12Ω/50W；
3 {3 |1 y& f/ ^; V限值标准参考：EN55013、EN55022B。- Z( t9 J+ E# g; e: z" z- ]( ]
# |; C! L7 o! U7 E5 x4 A
AC230V/50Hz 传导L 相 ) g b7 ]( a5 W% b f) {
AC230V/50Hz 传导N 相
- q' g- M+ N6 X: c; f6 S2 r( L& `& e
AC230V/50Hz 辐射测试 ! D5 Y4 ]' o j6 T( S% m& Q
|
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