本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-7-21 12:00 编辑
0 v3 ]/ y1 ^" i, ]) U' H5 W
. `3 h1 \6 ?* P$ N, p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 Z: H" _+ R' S8 m8 F) T0 \) z
. H! S3 P3 C: M) d6 ~1、样机介绍
5 @+ O5 L+ Y# w3 }/ z
0 X/ h; z/ c# V6 d# ?+ u/ t) _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。
$ R4 V4 |3 q; ?7 d2 K5 ~
+ \0 p U/ G) @, l
CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图 ; O, J" o/ f( g% n2 d
CR5216SG; I" E9 M1 w. u- H. J
1 v3 g; o( J, `9 T( H' OCR5216SG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。
% }, t8 t4 k, ?/ I& j2 e7 z
& {8 b! t t1 I9 |3 L2 V8 v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。) W4 M7 h4 c# i, e' E. O
7 E1 C* p( e$ Z2 \* H& M) x
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。
. }9 M! d' _$ B8 F |6 f" U4 K& ]3 H( v; K6 y
芯片特性
1 C: L+ d0 O% n
; c) n( \' o7 r' n" ^● 低启动电流
+ F9 Z9 |) v4 p; H S* ~
, O! W, A! r6 W● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
2 I1 c L: y, T. F$ K" ^9 H$ E
, f1 c0 h6 b, _1 Q8 Z9 q0 i● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
\2 Y- A; y/ D x7 Q4 a9 @9 x6 ]/ z& @3 Q. V7 B9 I0 R
● 动态负载响应功能
, o9 E5 U$ o4 I5 ~( q# ^" E* W
/ X$ S% y, x1 S) C● 可编程CC/CV模式控制
0 e$ }/ E1 o+ j% [+ D
; }5 A- ]% n7 m6 K e2 K● 高能效QR控制模式; j% |; c' H1 h; O$ U) R( I
7 j5 c% _# u v; E● 内置初级电感量偏差补偿功能& Z/ L$ ] B: s, N
* s5 ?0 o$ c3 S
● 内置输出线电压补偿功功能
. _. N8 H# k" S3 ]
; Z3 k& L* X8 J/ w. [● 内置全电压功率自适应补偿功能 F C0 s+ g" c' |
, [0 F" h' p: b& d1 T2 z● 无音频噪音控制技术
$ m" s/ o. A/ \$ m5 G
, i+ Q; Y# D: {+ h● VDD端过压、欠压保护功能' L g9 a! J' L7 [; |
1 ^4 K) W: k& e t- C8 _0 W+ |
● VDD端钳位电路
" |( T) F. B8 Z! l8 B4 L1 D6 Q3 k3 P, [! \! n& {4 `% J
● 内置输出过压保护功能/ v6 @# [' ?8 o" t5 Q" o: U
; w- l0 q( ?; X, V# `- a● 内置FB开路、短路保护功能2 ~' B/ r% _$ V' ~6 B
5 J) S' C! Q7 U/ V
● 内置输出二极管开路、短路保护功能: X$ ?3 y# b2 D" a' m( N
1 ^" r' I$ `) W i, ]) { O" m6 B+ m
● 内置前沿消隐电路& X2 B4 x, ?( K6 H9 f2 T c" L! Z1 N
1 V& j5 B- L- t' q/ r5 G6 T● 逐周期电流限制
7 F4 g- G, y$ A: A1 e) r
# T' d3 r+ p% M● 过载保护功能# a8 n1 S$ U. F" w* d7 { O
1 L) q9 H* E6 T% H- W● 过温保护功能+ m0 b( L5 B( o
# H9 L- a, Z0 C3 G( l; o3 H● SOP-8L绿色封装
8 L' A) D. x' E, Q( I/ U8 \5 f7 p" a- i
基本应用2 p: _% ^' l6 Q. a+ P& z
$ r$ R; F* U" f) I# H
● 小功率电源适配器
7 F j/ Z) d3 \/ d, `8 O2 W' \) }! P# p4 u+ B+ U0 i
● 蜂窝电话充电器
0 j% F0 G: O& f4 t: r- M- r/ n, S" h& W; H7 F
● 圣诞灯、LED驱动器
, @- S5 M$ g0 a, j) `) d
; T; l, ]: a: X: R3 E2 S6 [● 替代线性调整器和RCC% o+ d: ?& N* a) v/ R% L- k y
. P2 J/ I" h- I) E
典型应用
" P" I! u7 E+ s+ h3 b2 q% ?* [' U+ m1 [8 h+ V" N' F' O2 F
4 U% f" y( a+ {* j. P& f5 Z8 l管脚排列
9 h+ E" x; k3 z3 x管脚描述7 \: e6 g3 o7 m2 |/ `6 ]
6 B t& [9 [- R7 L$ Z. k6 p0 b; @! ]: e$ I7 {/ y
' Z1 x8 V+ \3 s. t" J. v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。7 S2 n7 _2 ^; t
: n- ?" N; B0 X* @5 i2 n& J. z3 F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。
Y1 ?3 d+ e. g) o+ D c* P8 S% U" l2 ]6 F7 u' P3 y, K4 J
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。
d" [4 _6 y" |1 \. \2 W* T4 O2 c5 E, o0 H; B1 Q) M
2、样机特性7 z! L: z- X2 \/ M$ ]. A: U
$ f0 A' `* l* P/ m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。
# ~" \0 o/ g ^
# m: D% j6 ]( P8 C0 |2.1、输入特性：
& K: k8 t, a8 @+ ?; @
4 F! d. t! ]6 e" o0 g; R$ X2.2、输出特性(Line END)：
. F9 [& k1 c7 X3 @% `7 h
s. p% R1 B/ g# M) V2.3、整机参数：
- t* ^. g Q8 q1 _. c/ K" j& C0 q0 Y$ ?# `& x$ s% j. o3 Y& [
2.4、保护功能测试：
6 z# t% e. o1 t; q, E0 R; Z+ Q* r. `; s! r: R9 L
2.5、工作环境：
$ ]) ]- x( U# w7 x3 y d# I5 W3 S
. x& A3 x9 ~7 m1 U2.6、测试仪器：
* w' k3 C6 i7 e9 U/ G2 }, n, h$ x, K$ q& Z" n4 V
3、样机结构信息5 H! V H' f, s' t6 N3 A
( ]3 Y# U8 T- P6 t& |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。
* c9 H/ t6 Q2 y1 f: L! }7 j) k1 H$ v l5 e+ q& g8 `, M: T& w1 Y
3.1、电路原理图及BOM：
! Q$ |7 d& ^& @' ] K) y) C
+ a/ g- H. O# e6 i" o3.1.1、原理图：
- T# W0 K5 O" ~3 G$ U/ V( d# s
- `3 a9 V0 A- m$ u- j! K1 F$ p) X, X i% U
3.1.2、元器件清单：3 A9 V* I+ _: U- Z/ ^
/ P) v0 o& s! l) d$ f
# e$ D; f, l4 n9 b6 \0 \& P3.1.3、PCB布线：
+ J* ^; ?" _' i5 q% v/ }( V
! c6 M4 V4 D! h: g+ }$ P1 x2 ?
PCB顶层布局
" V7 [6 q2 e, @) ~0 {7 a
PCB底层走线 4 ?- v1 U3 l# ]# T
3.2、变压器绕制工艺：
' I( q6 H) o9 v1 e; p: Q9 F: J+ |1 r4 C, {5 N& Q* h2 A
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：% P, `* j# ^& A5 t
1 u& [; R) m, Z
9 o0 W, O6 q! c+ [; \9 x r
' j+ I3 F8 T3 g" m' F+ |- D" l( f( X
3.2.2、规格参数：( B0 y( i6 C' y) I( [7 Q
4 h, i/ _ x% ]& _& R' e' r) Z: B
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
& u) U0 d% @: [; B' t2）材质：TDK PC40或同等材质；
3 h$ ?+ L4 c( r( f m( L3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；- F5 C; n/ } `0 J+ Z
4）N3：三层绝缘线；3 K+ P+ f( k ?5 g8 A+ j' _- w {
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；. k7 p. y0 |# d, {( _
6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
" d0 G2 M' g" i5 \- J1 l7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz）): U( D; g* k4 x2 r2 B( w* ?/ v
8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
, g1 o5 q* o1 G3 z$ f0 Y7 j9）成品要求:浸凡立水
9 t5 G5 R' U0 }9 y% Q! [1 Y, _" U2 [1 V$ k: N$ H
3.2.3、变压器参数：
, e9 E1 n$ W+ _9 Z' j6 x! C
7 L/ q H: L) _/ U4 `. Z
; ^+ H6 P$ \8 ?4、性能测评
6 f5 r5 l, M4 J! Y+ m _) H; G, z" J! _# j
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。" u" z) u! k( }6 ^7 J& @, H
$ Q6 T, ^ W8 J7 p% p" G
4.1、输入特性：! T* }5 D3 m# M) M, [/ @
$ Q5 V8 H+ g2 q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。
: m& x* [% A% X0 T5 A6 J+ Y5 |# U4 D5 u" ~! M) c9 Y, l! L. S
表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)
/ I8 ?# s8 ~8 e8 d8 z) W& [% j& `( G# C
6 l# x& V; _/ I' k
表2、输出100%负载下的输入特性
, ^' P/ A) R( H0 f# o& I+ j6 S `% Z) M) y) j
表3、效率测试（PCB END）0 g7 k1 n5 `5 s5 G
& M9 O4 a- u7 `2 l) `0 H表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）' a! c. g0 B) D; w& F
$ w& B6 s% o$ b; i e4.2、输出特性：
0 c2 N+ r3 A+ b1 g' l3 C9 k6 p8 J9 j( \: J6 [
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：( \! |$ i' T* }- v8 A
& C" t. f& h% w( X
4.2.2、输出电压纹波：
5 s* I4 y& y" B# }% I& _$ k% Z9 H5 \: o; r/ e+ U2 S+ j
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。
9 B8 G- W9 K# Z/ L1 J! ^$ M9 |4 y, Z5 C J5 S
) F( S0 \; I# k
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
& Z& i* m6 h" s; A7 j! n. s; A) s
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
4 Q* t8 z' w* p$ m( |7 P
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
, h$ F6 }0 V6 _6 w1 g: L
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load " `- b9 [: y8 }' u9 t( b
4.2.3、输出恒流特性：9 K. u8 _: K+ D; _, q9 E" }; `
; Z6 P( y5 p4 q1 a( X
/ [; t4 y5 f5 H1 s4.3、保护功能：3 q- e* N" ~% j7 O) C' }
& n$ X1 N7 o7 W
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。! }1 C8 f0 B% v5 }" i
# ?* x; C5 x- W$ i6 ?" ?' w9 i
4.3.1、过流保护：3 H0 [8 z9 ?" B1 a3 Q& H1 n
8 D" ?. @$ W/ z6 d2 `
4.3.2、短路保护：4 `7 l8 X4 D, d( W- z; o
& O+ I' \$ |+ y
4.4、动态测试：
* j+ W3 ]# I7 y+ n; D% u9 b0 d, c
$ j) n7 } z6 e6 e; }; v' I) }8 x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 z# n( Z/ |/ V6 z3 _# P/ J4 P2 N7 k3 O" o5 s
: o0 i1 ~9 m \3 Z
AC90V @ 5ms
4 Q6 f5 ]' B/ Y% M
AC90V @ 10ms 4 y U6 [. X4 A# {- U' F6 |
AC264V @ 5ms ' n1 v- h. Z! h+ b
AC264V @ 10ms
9 `% V8 o K% M6 v- ?9 \8 A4.5、系统延时时间测试：. H7 @& Y; H9 M* V6 Q, z
+ j( E) Y4 P2 I( s注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
^0 L' Y+ s* i9 E# [5 K1 W3 x
4 m2 a& o6 `1 }2 Q& ~
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 3 H: M$ r2 `( \1 n" K
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
4 q9 k1 [; b% b( v0 \9 S" `+ C
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 3 I( c% Z8 {& ]5 f3 f$ t
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
) x% I/ G- ?" Y) m6 u9 ?
VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load
$ j0 P$ t: o. t
VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load
% x* a8 U7 _5 ^7 u$ i" L$ l4.6、其它重要波形测试：
1 X. y1 H$ D5 L% y. _# N- \6 U; G* X1 F: w0 y7 |" \
注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。/ M: x& Y4 m% J6 f/ q) N6 c
: n i3 Y+ ]0 _) `4 ^. X
AC90/60Hz，100% Load
, x$ y0 a3 r, v, \& ^* M
AC115/60Hz，100% load
) l5 K6 o* M4 o, |' e- @( r
AC230/50Hz，100% Load
1 U& j* b" z: s
AC264/50Hz，100% load ' @. H5 L: P; S& ^, y
AC264/50Hz，Output Short
5 w- F: j2 M9 G" r
AC264/50Hz 输出肖特基电压 & Y. T& I; a, n! o9 q
4.7、系统温升测试
, }; B9 a# h- m2 w- u w" H& i @! l: l" N @
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。& f! {- m9 d/ G, {
7 Y" p8 f/ o3 W( e6 J
测试样机及配套外壳
) [* r$ u% ~/ Q' Q温升测试：(℃)" G: O9 ? ^0 S4 b/ n. H
1 s6 I$ i3 d2 L: o5 z' E# A+ O. f- y. }8 o: L/ K1 S
5、EMI 评估测试+ Q/ h7 Y `7 f) f$ j
& ^/ U8 {! R; V2 ]- w
测试条件：
. ?9 P% T1 u' P; X9 r7 W
+ F( F6 {0 I; J6 ]; U输入：AC230V/50Hz；
6 G7 U. E$ t+ t8 [' N: W* \$ T输出负载：12Ω/50W；
6 F- h4 Q1 Z: ^1 h- D限值标准参考：EN55013、EN55022B。
+ i) Z& M$ c; o, T( K | F) m5 f" C g
AC230V/50Hz 传导L 相 - z' r5 J, T9 @& q8 f
AC230V/50Hz 传导N 相
0 ~3 `- h3 {$ L* o' m! X/ w
AC230V/50Hz 辐射测试 / ~0 ^# p- o' X3 [9 c0 d" {. ]
|
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