本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-7-21 12:00 编辑 0 l1 E Q4 ^# @8 ]. g/ Z
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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？
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1、样机介绍
0 S$ h7 J6 a2 n4 H0 @8 h: y6 _- J' g1 d; j' x2 S- G6 N+ c# Q- e
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。. d, s0 e6 X z& i3 o8 a
" e9 O: h2 }# k% ^7 P0 l& ~. n9 J
CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图 6 k0 }8 _ w! w' A
CR5216SG
, }! m! a. h* t# t L; ^$ E* B; m9 ~* E5 d* T* f8 Y! Q0 D
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。+ \% ?) z" g2 D+ e. b
0 Q- p, T* I, ]( s8 v% S
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。" w2 i& v/ ?2 f- C# a% \- q
* o) c+ ^/ N& J, f: \/ }2 zCR5216SG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。0 q, |( Q9 _& M" X5 f! b3 ?
1 I% N f1 A4 [% O* z0 R芯片特性
/ s- W; h: r$ y4 |' q8 i( E) O0 V1 e1 q# V( y) o( z7 e P
● 低启动电流1 O% l, h5 k+ m0 r
* x0 }# P( ^) w● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
5 _) K6 n- s ?
4 N& j/ ?& H9 D& C$ m+ r F" i. [* D● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
7 Y. m, c; X7 t/ r% C+ i
8 g# G4 K9 P3 }* k. G● 动态负载响应功能1 S, ]3 d9 W* l4 T- C H( _
7 \, l. ?9 O# G% B
● 可编程CC/CV模式控制
9 d6 p/ u S; t. j' p8 }# I3 q" e- E# I( B7 t; ]
● 高能效QR控制模式
& t E2 U- l# I0 p0 O% H4 d' \( B R; ^1 r8 K( \
● 内置初级电感量偏差补偿功能( Q8 d. x, w! D0 Q
6 \5 |8 j7 ^) @; [3 J● 内置输出线电压补偿功功能
+ X4 R" F: `3 }% q6 d& g9 Q& D7 x' q% H C0 y2 v9 S8 s
● 内置全电压功率自适应补偿功能- s5 x0 e# @; R: z' J- w, M5 Y
1 P6 T; C- @. j* b5 {0 a! E
● 无音频噪音控制技术( s. C9 U7 l, V6 g2 h$ T
* C T# v. ?% G3 g, w( b1 {
● VDD端过压、欠压保护功能
. g9 A X$ N& z* k' w
: q# A! @+ g& R6 W6 p+ O● VDD端钳位电路
8 _0 q- I" }) J% `+ P ~
G4 }- `5 H+ e2 _● 内置输出过压保护功能
: O2 `7 ]3 ? t: M4 q( C4 n& Y: }: B$ n: s% n, i
● 内置FB开路、短路保护功能
% J7 l# `4 ]$ W" p
% J$ l# h" X' b● 内置输出二极管开路、短路保护功能
! Z5 l2 ~ C2 I; {, V$ W0 X3 V! i. f) z: l
● 内置前沿消隐电路
3 ?- A+ s9 A0 n. t3 N- y6 l3 N H' O s; Y2 w. h ?8 k
● 逐周期电流限制
, c* B+ {8 X7 }- b# r3 P$ Y/ ]0 w1 i
● 过载保护功能4 e2 M" p4 B& r( W1 x! }
* m7 I& s# \5 V/ a
● 过温保护功能
$ q/ P8 R2 B) H. C3 s1 F. F, @% O& T% m4 R* o
● SOP-8L绿色封装* X/ o1 n7 j- m
# b6 I" r% ~) O4 n
基本应用; b/ V( ?2 N( V
1 F0 Z! S. i* ^& G
● 小功率电源适配器$ C5 t/ o# e: G+ u% e
( j9 Z0 I6 P; I, P- s7 o
● 蜂窝电话充电器. B% T" p: }6 h3 _/ _
! ?: v: _5 t+ A; L _3 P4 V Y● 圣诞灯、LED驱动器
( R0 r- z+ E$ @& e* c" O( X: L* ^0 Z1 x' `
● 替代线性调整器和RCC
$ w6 }: G8 M% G/ j/ C% }7 l" c; D) O) m% D8 U2 J
典型应用
7 e2 A8 S! U7 |( [
+ z5 p: l4 ~$ y6 g3 s. ^
! P1 g7 U$ ^6 Q) q. n# [6 c; K管脚排列5 S- v9 O1 Y$ ~* c7 y
管脚描述
8 @5 V. S1 I4 p1 j' ~: e
* V9 R1 Z' _" y
* D$ {; r5 X. u$ K4 w: g7 j
1 d. g5 ~4 M3 x o: `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。
! o9 d6 |& t) A& V! j& P0 ?- g9 c* l/ m9 y: ?$ ~& 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。6 ?0 i' e1 W( J3 w+ E4 A
7 Z! a _) X) C$ M4 n
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。
. ~1 D) w" j: j7 J0 Z5 Z$ {8 Z' g# |' c* q" r! O" G' ^" l. r
2、样机特性' I6 R/ B2 ]7 ]
7 r3 y' C# U- J0 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。5 d: e9 q+ @1 e3 D
' m: @% c. \0 k! e* w2 a
2.1、输入特性：/ w. f p. x7 L, s5 P/ @! k1 l) d$ [
5 l: s+ b" a3 ~# P( \: ~: x2.2、输出特性(Line END)：
, o) X8 w7 a! g" _
5 j) I5 I/ Z- O% w
2.3、整机参数：6 U: g' r% r6 L" p
U u5 ~8 y4 |. U$ Z2 u2.4、保护功能测试：8 d% A. a _1 B$ N
) n% j {, u$ i7 v& n* A2.5、工作环境：
6 S" } O* h0 m3 B4 P
8 x) b# Q6 ]8 ]8 _2.6、测试仪器：: J8 j0 v2 U2 T
8 v( ~ {: r! }. r) B! B. U7 V' B
3、样机结构信息, T" D5 l2 C$ [; _7 M2 K! ~
; q# ~3 i3 l# _8 q* I( j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。$ O U$ l0 [; [ C6 F/ |
. {' y. r8 S% q# R* }0 E
3.1、电路原理图及BOM：. P/ x: N; |% J6 l
3 e. r% W3 S8 a4 u& u/ q$ s; m3.1.1、原理图：
) D( Y. b# Y. E( L+ I
4 j' {4 y2 f9 W8 d% [6 F: s% s
1 K$ S$ k2 e1 E! X" j% B6 ?9 D n3.1.2、元器件清单：
4 q- [. H+ d$ Y- f3 X8 E+ j, f4 B( s- W0 e
. ~8 @6 b3 i. G" g- P7 G3.1.3、PCB布线：9 i r2 L7 A* n
9 I: s3 o Y6 O. B1 D* o7 X$ {
PCB顶层布局 4 N3 G1 N& O2 j' z' k9 Z- T
PCB底层走线 ) }+ y7 F# p# u
3.2、变压器绕制工艺：
. L4 a1 j7 n7 l, N% }0 @% S3 D7 H5 [: q& r" j
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
+ Q3 M$ [9 b/ M7 U& `4 F: F, y: \1 }- X4 y2 o
6 w- G% V/ @: G9 o- i0 L
7 f: p; z" Q* n3.2.2、规格参数：
% O2 A- e% x7 N0 {1 A
/ G' O* C. t* t" K! P# l1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
& e3 {" g; C2 h' c2）材质：TDK PC40或同等材质；
) A4 b8 v% ^5 K Y0 S/ J- `7 F- @4 r/ ?3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
9 `0 p4 ]! i2 P7 O9 D" o) i6 s4）N3：三层绝缘线；* V3 A3 Y$ n* |/ _( c+ W- f
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；6 n" |# e, K; ?" W
6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
5 Q' S( h: l0 O, L6 A; R7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz）)
6 r: Z1 Q2 n4 l6 O! R8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
: E6 X4 e' X; V4 N% o9）成品要求:浸凡立水, l8 A9 \, `; R) K/ K
7 @$ I' @9 |0 [# h+ e$ y' m
3.2.3、变压器参数：$ y! J! n+ x. L# |) L
- W* S) n# ^7 A: N: G; v0 G' d
5 ~- T2 m7 H1 e0 ^+ }- z4、性能测评/ h# V: j1 J' m2 e( d5 \) o; E
- u" S1 E Y1 r& @0 d! T# t. G0 i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。
' C# M; W X( v. ^, B, K
/ f7 ^# P0 W3 j5 K4 w+ ^4.1、输入特性：5 N, A7 |; g* ?4 t7 D) \
0 {: `2 S+ c3 B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。+ @8 X: W* [+ n
! t" h/ U/ {6 ?3 ]+ ~
表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ) \2 n6 R& z1 Y
$ L1 v7 g, D3 b8 p+ g/ D
# r( ]3 u- [0 A6 {# g# s
表2、输出100%负载下的输入特性
. i/ c6 ]3 P; \
7 Y3 N$ ^: s0 m表3、效率测试（PCB END）
. V Q; ^( ?3 X( i( p, A0 ~, _' J; e" ^6 {& V
表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
% T! t. j1 Y. X# s: j
) f) o0 T$ N9 d1 u: b% i, q# v4.2、输出特性：( G/ E3 i3 ~* J: U6 s6 Z1 s
4 [% x1 ]$ C* t4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）： I7 \) A! ^6 x, L! f2 z9 x
3 U1 q g. U5 X0 b4 U5 n) M4.2.2、输出电压纹波：
, p0 w, S2 [0 b4 c# ^! o4 W. p. {2 B6 d7 p; o4 V+ A
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。
* V5 S6 ]3 E; x# z& Q0 ?8 [, K" v0 O1 t( R) j
+ x1 S& B" | v' T2 f3 Y
R&N @ AC90V/60Hz,No Load , {2 Q; f9 y' c2 e; m% p
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load + n' Q3 D) n* B6 A
R&N @ AC264V/50Hz,No Load - S! P; R) e1 v* N0 a
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
, r# K: b' P3 Q# @1 U* V, e4.2.3、输出恒流特性：1 U: ?- k# C1 T, e& }6 ]5 `* A" o
# h5 _9 z- L( m0 w
# g# B8 t1 G, i4.3、保护功能：# g" Q W: w: V0 E/ z
1 C# v6 {- D% k
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
) P5 [4 f( k5 e7 P
8 I/ t$ d6 h, e- c4.3.1、过流保护：/ N- Z5 b; ?2 K7 N! V: m% |
, ]2 K* ?9 h v2 E/ [4.3.2、短路保护：$ I' [/ ]" n+ V8 h5 R, ~
- G2 x) U" D( Y" Q
4.4、动态测试：) f& A0 t: E) K0 b- I) z
8 u$ L# V3 z- |3 u* q9 e
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。* Y5 R J" m% V2 _ D& B2 I
A' f w% m; a/ ?) X7 o
$ v( N" l |3 M( Z$ k) ]
AC90V @ 5ms ) V" o' I% i& Z
AC90V @ 10ms ! G# j. v+ A5 @! J# ~4 `# P1 G% Q
AC264V @ 5ms
+ r/ }- j6 v8 {; W" |* o; g6 U/ q/ \
AC264V @ 10ms
7 c; k( p& s/ W* `/ p4.5、系统延时时间测试：1 P+ ]* M; F5 ]8 o
$ E( P2 |# u2 v- N0 P) i
注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
8 O. Z! a+ U8 n9 V. T9 j0 E" B0 ~! `* E/ T4 g. _! `$ x
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 9 X Y( L, P \9 B' @8 `% F
TON_DELAY @ AC240V，100% Load * o/ H; {7 T6 h1 {$ Y! z4 h u
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
* g$ H0 c0 W/ X
THOLD_UP @ AC240V，100% Load & \4 @3 V% c! A; w$ p6 i2 B
VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load T7 e" v9 `! e1 _6 s' Z
VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load / h7 P+ B V5 K7 p/ L1 |1 Y
4.6、其它重要波形测试：
) e! o' V4 H m' h7 L: B
4 H( T, F' V* Q; s注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
' C9 S7 Q: F' I, o! s
1 F% x6 {; P! A# k9 l( {8 S
AC90/60Hz，100% Load
( j9 s- o" k3 y" L6 x( F
AC115/60Hz，100% load
+ h$ U/ v$ u2 u3 y: O, c4 B' f9 P
AC230/50Hz，100% Load
* q" Q) n5 ^0 b) ^) l5 r- u8 S0 z
AC264/50Hz，100% load ! Z. j m& N- A6 `' h
AC264/50Hz，Output Short
; S: z6 ^; E* h. u W* i
AC264/50Hz 输出肖特基电压
, Z X n1 Y, P4.7、系统温升测试
, g; l$ d# S# G) O; J7 i- `& C/ x9 s6 w' k! E* \$ j- ~: G
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。/ N3 O/ D9 d5 }. {9 _
! C3 o) Q/ x p2 \. p
测试样机及配套外壳
) J! Q$ q* c* H" r' j; }4 i$ ?+ ?% W温升测试：(℃)9 ]2 F: }% P! p: t- V U3 p
( W( M' @# @3 q" `# Y" K+ f/ V6 A. y5 ?: l8 x
5、EMI 评估测试- j. E A2 A! [
9 V! r/ x% N: q测试条件：
7 v& I# Y9 N& A9 S$ O" V, f7 n+ B+ F8 C& g d/ K0 a$ X, Q
输入：AC230V/50Hz；
6 r& ~9 P3 j# R" K9 p' Z, G' [: i输出负载：12Ω/50W；
' m0 l! c% [+ ?' z3 o" X限值标准参考：EN55013、EN55022B。
) [9 C. X- D! U, x, l, K, t% M# H- ?/ R( u- u1 e- Q9 x+ a1 T
AC230V/50Hz 传导L 相 5 I- f- p! e, b; U
AC230V/50Hz 传导N 相
! G% Q7 D5 P) U, A, L
AC230V/50Hz 辐射测试
8 J# j9 J, R5 W3 E |
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