本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-7-21 12:00 编辑
3 J" F) S8 R/ E1 H O, @
* ^! x, w b/ h' K3 L& N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？
0 D8 e# U. L) Q: t. ^+ Y' x- B% G6 V. L7 Z' m
1、样机介绍5 k D0 q# u& K
, t8 Y0 j1 {: u" x+ `+ H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。+ y9 q1 U7 a: t" Z6 Z. |# i+ G& R; z
6 i- f g0 `+ o4 K9 L
CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图
' w( T0 ]1 h h0 gCR5216SG
. G9 O) Z1 E: J8 c; d( g) t! V5 u3 X5 C! X1 m* l) U
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。8 m, [6 r, S* |7 J: b) X
# }) ~+ L& b* L `2 S# T6 e5 A6 b$ t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+ |0 w& R# K; b8 E! h, _
/ r2 j+ n: x1 y0 f/ n. yCR5216SG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。/ b$ `: C% G" s; s; M4 a) f8 O9 e$ }
. @+ J& Y1 q* I6 t' ^芯片特性4 G( ]& g1 `) ?* f; {! L
4 a( M3 @% G5 p* J3 g● 低启动电流' E) i" G7 K8 E
7 n' i2 g/ \( k( a+ i% H' b
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%6 X* S: {, A0 D, w8 }! D( y
* Q, I9 y0 b, p$ {* t/ P! p- y7 f● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
9 G# i+ Y# n, m6 a/ U
/ U3 _, L7 [$ R: q( c4 A* f0 N1 y● 动态负载响应功能9 U1 ]* b- }+ G% L
8 O1 N- V5 s0 ?8 p1 L* r& R0 d● 可编程CC/CV模式控制
/ D7 n& {- W9 l/ H0 r( Z% C+ U9 \' _: ^3 i0 f9 \; m. g
● 高能效QR控制模式! m2 W8 b! |1 l/ U4 i$ J7 T ?
' J) A! M. x- n2 v( j8 ~+ G$ O● 内置初级电感量偏差补偿功能
$ V! w" {4 s3 t5 H+ T9 L8 b+ ~, }, G
● 内置输出线电压补偿功功能1 Z' \6 m( w* Y
: \9 `; |5 V( d2 T$ c! b( V
● 内置全电压功率自适应补偿功能3 S7 K: `9 z% T5 T+ g% v/ D' e
9 A9 v. u4 n4 U● 无音频噪音控制技术
* ~) W* N* @* d
7 o( E3 q; Y3 M: F● VDD端过压、欠压保护功能$ v8 B" \* y0 S6 G" a5 I8 i$ y
4 h8 F; g1 R9 o, S● VDD端钳位电路
) q1 D; g* e. s7 J& c( {
9 w5 {7 ?; ~% @' q● 内置输出过压保护功能
& I# D9 {5 Q9 t L0 ~8 n2 Y' Q# X1 B0 `( v1 u( q
● 内置FB开路、短路保护功能
O8 ]6 H4 f% n( R' T
7 `0 A$ _/ E5 Z4 n3 o4 W1 b# L● 内置输出二极管开路、短路保护功能
6 E6 O E z# M) @( M7 z, u3 E( e
/ d; U [& v: p( v1 h' g% k● 内置前沿消隐电路" X, S& z( `) D+ }; G1 @" a3 a! ^
2 S- r" ?/ b- Z1 g! {
● 逐周期电流限制7 i; R" B8 b: ^: Q
1 U, R; L* A$ g# ?& f( u( X& R● 过载保护功能
4 O$ D" U \- ]6 k" B; b2 h
% n) U7 Y7 m3 n6 L● 过温保护功能5 ]# J w# |% r$ L3 |% J
9 B1 ?4 H# n# M) N6 \● SOP-8L绿色封装
' w+ O, @9 M$ y8 Y; H8 t: d
6 x8 _- L6 Y1 b, E. t基本应用! i( {" n, N) {+ N$ _( p
( K" S- c6 y7 \* \0 P9 n
● 小功率电源适配器
1 O0 \' {6 Y, ?. u
8 h" m5 f% Y' q r● 蜂窝电话充电器% v. @& s, v- Q
& E3 N. n- l3 `" }
● 圣诞灯、LED驱动器/ P _4 X. b, c. d$ t
8 M( I4 E7 [9 M2 I* N# H● 替代线性调整器和RCC. _( P: x% l5 T* y
- K+ E. ]: t0 B7 q7 r4 \典型应用
6 `5 r5 }# v4 j. t7 K( q0 a' R# p
4 I! l2 x0 J# f1 ^ h% h% u9 m6 J' Z/ ~9 w2 W w# Q
管脚排列
, a( p) U0 V0 @; }/ e管脚描述
$ }& \/ w5 I ^' f7 Q/ @& v' g5 h' ?
' z" U% i8 j- p$ j
! @6 w6 O) ~# o3 u& v& I
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。
9 H& V, O0 p+ _- w6 q
2 m2 W1 a2 K: s5 y' t9 D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。+ C9 l7 _+ `& V7 I
* h/ s, ?! K2 \+ ~, Q+ q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。2 {2 ~3 o3 r1 l1 @* @+ T
4 }. W9 y* A1 X/ u/ z& L3 w2、样机特性
7 c* B% U" p1 q; t% a4 e
9 x* M! `4 ?; u e, v% U2 N4 ^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。# y( n/ @: I. L2 t- J [. N5 P3 C
! @3 y9 q9 Q, O( ^% O1 ~
2.1、输入特性：
5 ^5 O3 u1 J' C! e1 t( B2 ]) w" L% u# [
s0 i9 W& X7 b
2.2、输出特性(Line END)：; R* C( G* h/ ?' d5 Q: n* V
0 I+ T5 H; q) F2.3、整机参数：' ]- g- ^5 H! |- V8 |
3 ^8 _# o$ c2 h4 x4 d2.4、保护功能测试：2 ^/ P/ q; d# A
" l* c: j' M( b' q0 E2.5、工作环境：/ q! w: D" k; j+ Q d( y& z3 F) V2 I
2 w7 f2 f9 e% h/ p/ A1 L! g2.6、测试仪器：
/ S4 p/ h3 j+ O5 s5 S- Q6 l+ `
# c# `8 J7 B6 y" T9 G2 C. a7 t3、样机结构信息
. ]1 D7 \- P3 M% w0 G5 R' y g9 u
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。
8 `! D5 R& r# l1 p' l
% l# Y. T) `8 j- l( Y/ Z2 d) N3.1、电路原理图及BOM：' N6 A9 P5 [* \5 y
) R( Z* `/ T [- r* U$ Z( p/ L3.1.1、原理图：
/ ^$ A/ I4 S" f7 Z5 {5 N+ W
' `+ Q! ?/ ^3 x; I! r8 B1 m0 c& @5 n3 Y
3.1.2、元器件清单：
2 \4 n G2 ]7 `- P% l% Y' I/ Y: w/ C# Q) y+ t: r
; X# L. A- c8 y E1 w3.1.3、PCB布线：4 p( X" j& c5 a, w; r
$ C; t* l( f0 i% O) b. C& s
PCB顶层布局 " T/ s5 Z# k0 I, ^& I
PCB底层走线 5 T' Q7 i( b6 Y. |" r
3.2、变压器绕制工艺：8 X, B9 G \1 j/ V. p1 P* V2 d
8 }+ N. X6 C/ I- v2 M
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：0 t3 @/ x4 O7 r- |
" X" w1 H; P! o$ Q8 e" l8 K1 |* L, _4 n2 a# Q4 t
- ~9 [. J6 D" O: W
3.2.2、规格参数：
4 g" g3 z0 e6 O6 M+ I* D
2 ^, D! Y# |1 ~# g3 z1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；4 [8 r0 ^. ^3 \2 ]2 h& D. a
2）材质：TDK PC40或同等材质；
8 U- v. G8 Q" l7 m- r3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
$ Y6 |9 @: w! e3 L4）N3：三层绝缘线；
/ y6 C9 c$ ^! `8 ]" a( ~5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
# @. t2 O4 |9 s- K; e6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；, Z3 [* `& V& i9 V4 ^* Y, C9 o
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) F# m: K* ]
8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
& U& o, I( G- K ]/ A9）成品要求:浸凡立水* s4 P1 P2 {" q7 k/ ?* E& I5 p
3 c8 ^; H0 m& j7 B8 M3.2.3、变压器参数：
. j8 M/ n- U: M% y1 o
$ u9 c& o6 J! i r2 y- ~
5 r# A# Z) w3 k" x: M! O, L/ y6 ~3 A4、性能测评
; P! z3 J' {# C4 d
) K. e' a) R* n7 N u; H5 D/ `* u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。 Z- D5 R6 m- {5 k
4 U7 D' h" }: m! C5 n& Y4.1、输入特性：+ Q- [, g% N- k6 Z/ O
- U6 v9 ^. h) m5 J, u9 s K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。
% e, g" H0 h( L, }# U- e% Q" N4 _- @$ F9 v% \4 p, Q
表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)9 m4 y" V; r' m
& p9 K$ F7 U4 E( Y, e# h" _# c' h8 o& U( f% ` v# R; T$ G
表2、输出100%负载下的输入特性+ o! l @5 V; _/ V6 @ [9 H: ?6 ~
1 v9 X4 y. q/ y
表3、效率测试（PCB END）
! Z% ?2 S( C: G
4 c6 @5 g9 j5 Z" \& ~2 V" l! V表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）3 G, K4 j6 f6 ]% F
3 r3 G% q7 u+ B3 U) f0 A+ ~
4.2、输出特性：9 h1 W0 Y* q& L" C7 A- g
0 P3 ]* K/ n( w1 n# l" m. R4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：6 w- g7 t7 d- ~& ?' j
, v* v# d. {/ M4 y4.2.2、输出电压纹波：( m6 o3 t/ Q, I
$ i# S1 `6 x8 a8 X- ]/ s5 t
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。8 b9 U9 Q# B" V. ?& U6 Z4 M
5 p% s/ K$ ?4 v1 {; |3 ^4 ^
- T* r# d8 C' O* y
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 7 C! y/ |4 Z; J6 M) T+ J
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
1 [+ c/ m' [- `2 p) j+ T
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
) B0 U: }3 V$ C3 e: C
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
) a0 J# P5 q1 q$ Y3 Z# }! F% g4.2.3、输出恒流特性：9 S) b* T* c8 W4 n+ b
' a5 |. F1 J+ Y" M- G$ b2 ^$ `$ {5 d
4.3、保护功能：
1 S- m$ K& C; u0 q( c; u. V
7 s& C& A( i8 O# A% t注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
+ }4 ~# Q( B8 X: t6 O/ A
( s$ L/ Q- ~# d4.3.1、过流保护：
) m% ?# B$ O' c# t) R( v8 A+ n" y" l# i4 [8 f# p2 o
4.3.2、短路保护：
: \" ]! [+ X# y( c$ v% ~' ]
5 t+ p+ ]2 K+ d6 J0 m z% U4.4、动态测试：9 n' K% O/ [) i( Z/ m, V) r
7 ~! r; t* ?* ?* t% @! S' 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。
. G+ X3 y& o: Q
" a- N* J- K! g! y3 j' O' \8 W1 K2 Z( n: e; j' j/ Y
AC90V @ 5ms ; l) Y; o. ]+ u S. _
AC90V @ 10ms 3 w' L% ]5 O' e, P& E* p
AC264V @ 5ms
4 s2 Q" {% r: o& w
AC264V @ 10ms
3 x& b- d* T8 l4.5、系统延时时间测试：$ o" w4 p/ M) R& ]) F' d3 H
9 F. d* d$ X+ Z5 [& E/ ^注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。6 x" m0 J2 v7 k
' ?, [4 K2 ?3 T1 s0 `! a6 Q- I% c
TON_DELAY @ AC100V，100% Load * S2 ^1 _. V% P4 o- F2 H$ R
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 2 F7 H$ k; t8 a# ~8 }( p; d0 N6 }
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
; Q( c# @8 T4 \8 b2 W& X
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
& n3 ~7 F- a* \& x
VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load , A- t" X$ r* _$ }! u7 ^: v
VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load / z9 P& j& e) M" N0 k& l& B
4.6、其它重要波形测试： _. R# w6 s; H! I( S, _" l
6 l2 m* j7 T: w, N+ e6 l注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。, | O" t5 H% J3 J0 }3 F! U
. c4 S D: ]& J. W% d! V4 y" V
AC90/60Hz，100% Load " ~/ H$ I4 T! \$ ~
AC115/60Hz，100% load 4 g+ H/ T9 D4 ?
AC230/50Hz，100% Load ' @" a; I6 m4 T
AC264/50Hz，100% load
2 t# q" V1 N3 B* m
AC264/50Hz，Output Short
. x- o9 |5 r0 [% C6 @9 N$ r+ d
AC264/50Hz 输出肖特基电压
4 Q6 Z4 P4 i) ^$ P' e4.7、系统温升测试) ^3 ^0 L7 D' U7 q K
9 U, L. _$ D- k b! Y
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。
( G' _- [+ H' q; Z8 k6 v. Z6 m4 ~- s9 K6 E+ ]
测试样机及配套外壳
, _0 C$ G6 n+ ?9 H% [) m9 R温升测试：(℃)
7 |1 C( b0 r4 c3 r" K: g
# D& p, o1 y9 |$ d' E0 y" h5 J: W7 t! \3 {
5、EMI 评估测试# i- A k* O) J8 Q6 v. ]; k
6 d2 S# P8 y, U$ o
测试条件：
/ n" M( V( Q7 S
+ U2 l" k5 J# E' F& Z# B输入：AC230V/50Hz；
8 T }. h3 P' s$ }7 F$ }输出负载：12Ω/50W；) K% X- s H( p, z- E4 B6 X# w: T2 V
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
* q% y0 ~6 I- z5 `! H& D; h; x' H- v2 a
AC230V/50Hz 传导L 相 ) h# v. o7 g# l# W
AC230V/50Hz 传导N 相
8 U- W. H8 K: m, d) K3 U; L$ a
AC230V/50Hz 辐射测试 / X+ E! } T! k* N1 x
|
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