本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-7-21 12:00 编辑
2 h% @# `5 {: a" f1 ~$ z; H
3 L1 R& f: ?! B3 v E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？
$ s: F3 I# u3 D, Q7 P
8 q( C! f$ q" d2 D3 B1、样机介绍
' A3 Y" `+ `( S4 B4 p7 G2 [) `8 P: W
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。' i$ K. }; K% b& r
, \9 p# R; y; p6 N; r* R0 ^
CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图 1 A) U# u) L2 ]; p+ v! m
CR5216SG
; A1 Q3 a8 N }' K! x$ n
, W/ b# i) H! W2 H! |/ S* PCR5216SG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。# K( P$ C' n! N0 B! [; o& Q% ?& t
( L$ d% ]+ p( b& B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。
! J) q M: f# l0 t! m! K
) P- ~ y! C8 f% w# A$ hCR5216SG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。! m& c8 t4 q R1 R3 S
& t6 O) a" \& V( x芯片特性
4 d# [" l8 z2 B) o; k
F" \' |0 h4 ~' S( |6 u2 `- a1 k● 低启动电流
7 H6 w6 _- F% U) b* A6 {' j6 w8 n6 B& h
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%) Z$ m. e, }# z
! A1 P S* s: h& @● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
" j8 B: @$ y* x
3 b: N- S: { Z* U5 M● 动态负载响应功能2 h9 G+ X( L" M9 c% c
3 a8 k7 C" P. P4 ^
● 可编程CC/CV模式控制
/ S7 | L) p6 ^: e4 _9 U5 e* [! C" Q! O2 T# D* Y; p1 Q6 r9 y
● 高能效QR控制模式
; G& d. _7 D- w" l' }' |% Z1 {8 r1 F4 |$ r/ o: B6 z
● 内置初级电感量偏差补偿功能
' m5 [1 U% S( P' F; x1 W; V9 ^
! d7 j: A4 o/ z% B● 内置输出线电压补偿功功能
( o+ L- Z9 Y& s0 e& E7 m. l. F, }) b( J
● 内置全电压功率自适应补偿功能
5 ]2 T2 N: N: q+ R6 E% P+ c
$ O$ p( W* |/ c# a) e% h: ?+ A● 无音频噪音控制技术
$ U5 S0 E) M0 \ r3 A% r) ^- B$ y# x
3 {. b2 i# e3 D* B● VDD端过压、欠压保护功能
' v( y7 {" `1 V0 ^) X
3 F+ h( k* L' \9 y+ p; K% N, F% V● VDD端钳位电路5 T2 p, a- `9 K0 s, \1 M
7 t4 u+ o8 Y. Q% n
● 内置输出过压保护功能
/ N# S, W) h/ W7 Q- _8 p. N: w, n4 y. _) S8 [6 X6 y0 k5 `
● 内置FB开路、短路保护功能1 q" T% i m0 W" I' a) j
# C w9 H. ^' ]5 D2 P) t- g9 F
● 内置输出二极管开路、短路保护功能
$ z) a) R# I: w# U4 P$ z$ F; R4 L9 w3 e5 B* {
● 内置前沿消隐电路$ P9 O+ u- o" X
! Q: G% N. S% i- i+ F/ J0 k● 逐周期电流限制
! Y' o9 V2 w" V+ J6 r8 l" _
: d3 M* g7 I; v# E& k# a● 过载保护功能( j+ Q, x* i* A
- R9 B, }. P% X8 ] t7 w" \+ n
● 过温保护功能
1 [9 l2 `+ f, E' g' x, G1 I+ ^$ U" r/ R; n+ j. P
● SOP-8L绿色封装
9 Q; K1 U- G3 O2 p( H
4 L' c9 @. z! B! x4 t6 w2 \) K: b- {) b基本应用7 \1 G7 @4 q \3 {# J
- S' P D3 {( a# c4 Q# a9 I: J
● 小功率电源适配器
4 {5 U/ H$ m% d1 k, X" I: k0 h$ t1 ~
● 蜂窝电话充电器
4 Y3 C7 L- k X* V' P% l* L& g( |* y! l
● 圣诞灯、LED驱动器" T9 o* r* Y6 f/ ~: G
' C7 b, |& V) e% `: R) `# x
● 替代线性调整器和RCC3 B5 y7 j; A% A" A- R$ v
0 Q5 Q$ k$ h [3 B
典型应用8 R- @* t3 G/ f/ Y+ V3 a) _. o
% Z5 L6 G" g5 m* D4 V5 k& o4 }8 i; k
管脚排列4 ?" e/ Z0 G8 ?" t: ]: F+ b
管脚描述5 d9 {; @7 O/ z
- J; N% n) [: ?$ `7 E5 U7 z! q
0 ?4 y% D/ E$ V; s5 |0 l
! I v( |5 s0 |; R' ~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。
8 R2 c8 ~7 U* E& S: M! r( k! I
+ Z9 u* G: n7 b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。* J0 I! }* [4 o
0 ?$ m0 R8 i% U" ?' A8 i1 M6 \9 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。
7 K5 {+ |; F9 F- D* X4 o4 Q& C" g8 a$ b M
2、样机特性0 ^9 C# o) R: C7 G
' `& X( {. r m/ R0 u! p; b) v
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。. s9 s2 s m& a8 p" ~( R
$ H+ _* q, A! x5 d# Z2.1、输入特性：
& E W: X( r* P, [( Y, |
; ?. X" Y$ i; Z) l1 g5 n2.2、输出特性(Line END)：* w7 i+ l$ [1 F) U7 M4 g! M$ t8 Y
2 v4 E2 I& {2 E2 {3 ~
2.3、整机参数：
a' m# L. e6 w- @8 n4 c/ b1 y v: g# T
2.4、保护功能测试：
) J7 d( U6 {- X# Q
" h3 Y7 p }/ I) `* T' l4 Y2.5、工作环境：
3 P0 k8 A. I5 ~* G1 x% `4 }( j! y) A, Z& D* f1 A
2.6、测试仪器：
* w# b' b7 n2 o% M4 n
/ F# D. E0 k) j J8 ^4 v3、样机结构信息
( ^# g8 K8 G7 ], z8 u, v
9 ^5 v) h3 R& P* T5 U/ f! {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。: U- m% c* B% v2 l2 [6 w6 h$ k
4 P( `1 f1 n3 a( d9 {" Z3.1、电路原理图及BOM：6 S+ U0 {2 c1 S
! D3 t* O. {; c# c# }/ I9 q) T+ G3.1.1、原理图：/ b( w% e2 U0 J! E( l% t0 w8 a' S
1 ?; X# A4 [+ T; c% \! R! s" o5 u5 D# O8 } }
3.1.2、元器件清单：0 g3 K r+ x$ R; [( ?% o9 k$ U
' H/ \1 m5 A3 |9 p: _5 V2 b5 v1 \7 H
/ f" n' `5 Y, Q: W# c7 k$ O V2 j% D
3.1.3、PCB布线：( Y- o- L M4 H0 @. N0 p6 V
& \2 ]6 T. O M4 q+ [2 i
PCB顶层布局 - w# }# r' ]+ p
PCB底层走线 ' z$ l5 ?9 K- C3 H* V; e7 O
3.2、变压器绕制工艺：$ R( t. [% \8 I N1 W( e5 a
6 D+ u; E, ^1 x! _' o3.2.1、变压器电路示意图及结构图：; q+ d, N3 v' I& v0 _8 {$ Y) D6 U
' G0 S' i( `' a0 P1 `+ L
# g2 h# |: Z3 [& o
* l& y' Z; W4 k; k6 @0 t" S3.2.2、规格参数：* ]+ O: V; r1 r. [: b
; s1 p* \/ p3 L/ G: u: [
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
; P' m- C& y2 G' U0 }2）材质：TDK PC40或同等材质；
% V; }5 K i/ q3 p( q0 b8 q3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
5 y* I x: [ E! S6 a& z `4）N3：三层绝缘线；
& M6 g* _6 N3 c3 x1 D2 C* ]- A5）绝缘胶带:3M1298或同等材质； n( Q% L F7 ^: Z
6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；5 `, t/ J/ B% N r* B; w! ?
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）)
+ u4 w8 }# ]" {% T8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
: D0 U' @* x4 d2 @5 S9）成品要求:浸凡立水 c# c: ^5 N: p+ U% Z
I F% J2 a& P4 r" L3.2.3、变压器参数：
7 a ]; d: g& |0 G5 B2 ?( }' v$ o+ W1 k
2 X& w* p) S$ b0 X6 P$ B4、性能测评3 |3 l( X% N+ v7 V, N! g% B
2 M! S2 l+ n9 W! |7 T8 c3 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。& i6 R% T- K% z: v' R3 k$ I f q/ o
* i, e ]5 w9 v- n/ b$ |0 {# `% |, t, m
4.1、输入特性：
2 U( @1 x4 u3 N6 r+ r! l2 Y+ G1 ?( |4 T5 q% y# f( i
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。
( W* b3 Y* L: i- t" Q. B
) b5 I7 X" D) p1 k3 A* l# t8 o表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)
% q! K9 K8 e# X K: w' p+ N+ a: |. M0 b, L1 Y, k+ U
$ G) N$ g; Z. R$ h
表2、输出100%负载下的输入特性
! X2 V" q* n* ^
5 |2 o5 Z( a% i$ p. m5 g4 l& P1 ]表3、效率测试（PCB END）
' H* i5 b* v$ j# N5 o* i! U% B* r& y8 {
7 H0 `, \/ u8 j! ^% ?表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）2 y7 L1 I6 C% K; H* m
& q0 f2 v1 P) I. h
4.2、输出特性：+ ?1 _3 o1 W) F; n
/ W" f/ [; K/ J* K. V& J4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：# L# b7 B8 m+ n0 A
5 u+ [! }( } ]4 B, v( T4.2.2、输出电压纹波：
, `& N2 [. o# h7 B \2 \) ~6 @1 W% L3 S' q0 W! i
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。 C3 {3 E* ]0 i# N( F& x {& k
* R- B7 R ?! l+ E, E
9 V. P' B$ P+ X) `, g& H. |
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 6 G: z B# z' Z
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
9 G/ B: k* K; S2 D' b% P7 a
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
|/ Z: a9 q1 }# o8 q" `
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load 0 V8 N; A! R% \* Q
4.2.3、输出恒流特性：1 r, Q4 l+ O& s+ G! i. P
6 ?3 G5 E* B1 j4 ~* f. l7 O+ `$ A. R3 `1 [# Q! `( d+ n
4.3、保护功能：5 y8 P0 K3 v: {6 V6 n+ ~4 R
& ]6 w4 a5 }5 Q8 D( {注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。# c- ?: D3 C) i
# o0 Z& v% M4 M7 G' X4.3.1、过流保护：
$ D- K5 b% f( Y2 g2 R, S% y" e& \, e+ f- j; G
4.3.2、短路保护：
0 B' m+ D9 e7 G# R' s t$ V, s
& q. N' o9 |. M, c1 T2 A4.4、动态测试：
/ v& z- h/ m+ f9 [# k3 ?; E
8 e, {" U g: a' o8 N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。
0 P- r8 t5 e- h
+ e/ z/ V! M, \9 u+ m- O- V% D% K+ b/ }3 ?$ b( Y
AC90V @ 5ms ! X$ E. \8 {" L0 E, ~
AC90V @ 10ms
4 x- U( _% c! z* [
AC264V @ 5ms
1 j( e) e n/ O4 L3 W V3 R- g. }% l
AC264V @ 10ms
) q: I6 d9 ^; \" L" V4.5、系统延时时间测试：
5 `; ^* s! P4 X9 s/ m: n# u' V2 J c* n; K# A, o$ u8 a( Y9 i
注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。% K1 J$ a0 z7 {( i! B3 b
' }7 T6 q8 i) F4 g
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 0 s$ b, g& f. u5 \0 B7 k3 [
TON_DELAY @ AC240V，100% Load ) k* g, q3 v9 w6 W7 l+ U
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
" }5 H( S) k( j9 h- r4 ^/ w9 y
THOLD_UP @ AC240V，100% Load ! c% P8 T: X! _5 y% G6 I& X
VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load
) |. m! h0 n' b" `% d8 r# _, W
VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load ( p A1 Z7 {. L/ E: r+ G, K7 j
4.6、其它重要波形测试：7 t# E, _; k% t% n
& K1 B# I8 Q# x+ ?5 {注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
5 h: X+ n6 q, z8 d7 H/ }; b7 o: U& M) t( m# ~ }6 ^: \
AC90/60Hz，100% Load
& W5 _% h4 e6 |( M6 z6 }' t
AC115/60Hz，100% load
@2 `- j( k+ m+ w
AC230/50Hz，100% Load 7 B2 r1 e. t, V% r, Q
AC264/50Hz，100% load ) w& t' Z+ P3 F
AC264/50Hz，Output Short
# V$ F m: b4 M0 B; r H+ ]( i7 Z
AC264/50Hz 输出肖特基电压
4 K, r* d k+ J$ t. l" E4 h4.7、系统温升测试
0 k+ Y; I( K# q: k
, C! S& b9 K' J& m" j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。. a8 [1 c. b5 r+ x0 e
: k& s$ _6 q- l* u2 {# P( f5 x
测试样机及配套外壳
( }: b4 `. c+ J5 q温升测试：(℃)3 w# U/ v& j7 U" W0 X
: o H* y6 j$ ]/ D7 y
$ n5 E0 L+ V9 j% h& C+ h
5、EMI 评估测试9 r) [; d" W; H' ^
8 M7 M$ D- |- Z' T# a! h/ [
测试条件：& g. Y, N/ G1 J6 _/ S' X! @
/ b: \3 F0 @3 l- [% L% L o输入：AC230V/50Hz；
$ E* ^2 t' E& V+ e8 R! i8 d输出负载：12Ω/50W；
# Q: F) V0 \) z: ]/ O8 y+ z0 H限值标准参考：EN55013、EN55022B。
* R7 G& e) O0 @2 q" P! I' F. e2 q& k
# v! }) \3 | ?4 y) \& ^" Z0 o& P
AC230V/50Hz 传导L 相
& p2 M0 l' b5 J6 }2 J- B
AC230V/50Hz 传导N 相
/ M; J; q% A. m q2 _
AC230V/50Hz 辐射测试
$ H" e @2 I& |; }. \1 ~ |
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