本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-7-21 12:00 编辑
5 b0 e% i, A9 ^9 g
& X* d* }! O( m9 [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？6 q6 |) N# d4 Z2 z2 P7 f1 o5 K3 \4 }
) ~% U) ]) b- c2 D' q, T' k7 g0 k1、样机介绍
! V. B% _* o4 t1 J; D+ j
+ n" d$ I* @) H6 u8 I4 p! g+ S( Y) U9 C G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。
; h |4 `6 X. G7 H) J9 S% \4 o4 b, N4 i/ R1 n
CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图
* n+ g! E" M2 w" ?0 a/ c* x$ A9 QCR5216SG1 V$ C' D! L2 t7 u" M G
( g& G2 A7 l c: W/ ]7 cCR5216SG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。 ^/ s" E# `1 ^
. ]0 j+ X- a" ^ c$ p/ 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。3 G+ K! d" A6 O9 Q& x R
/ D' R* [, `: g4 O: U& t8 r5 b
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。
+ ~5 O. d& p0 H/ B( }1 U) X0 ^" n
芯片特性
+ a0 ]/ v8 Y8 W8 |+ n1 a
' g4 T: [) N; F" b; }( g1 w● 低启动电流' P" b2 w$ E( ^0 K) t
6 r. q: s/ b6 j● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%' `# N7 U/ V+ ~! k3 H
* E& C. W# B l+ _& G● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
5 S* U Y- M5 t1 }. [' i. U$ M
5 `3 V0 ]7 `% `# a● 动态负载响应功能2 K- ^( U# _, @+ }0 f! D% o i
) a, P8 S% v7 X6 |9 k% ?& }
● 可编程CC/CV模式控制
5 r7 }) D" \% \- \; ]% b' v8 o n7 k4 D& w# L( }
● 高能效QR控制模式
2 r& S8 T7 v- K+ [( n# u
: ?1 v" u# L8 N9 q1 U● 内置初级电感量偏差补偿功能& \1 \* G5 L7 W; v) w
9 I8 X( ~* {* n* Z, s
● 内置输出线电压补偿功功能; E' a8 d9 @0 P2 w
5 G! m, j8 a' l5 O9 G9 Z3 s● 内置全电压功率自适应补偿功能
! P6 O+ f; [, H9 C, S+ L2 S& y- G9 w
' i& M5 y5 \; ~! v ^, d/ k5 D● 无音频噪音控制技术& K6 u+ m, i. w. e; u- S
1 R& E1 x5 W' }) O4 l' ?( \5 H
● VDD端过压、欠压保护功能2 {' v1 j+ d C5 V p
- y5 P* u$ S" a! ]& G/ s: |
● VDD端钳位电路
' r& V2 }0 F% D7 v' ]* _ y% r- ~* y( Q+ k
● 内置输出过压保护功能; ?' C9 M9 u1 q" t$ z7 u* o1 T
! ~4 }$ F v- ?; G: @7 v9 v3 Y( @
● 内置FB开路、短路保护功能
! x) y- u* L% V" P0 ^$ S+ t
3 }2 E9 M7 f( N- P0 b4 s4 Y f● 内置输出二极管开路、短路保护功能
* U& }3 r1 y- ]6 c( c8 \# f1 E; T- x+ a, U( i
● 内置前沿消隐电路$ H, T% ]* l+ G" y! `* a7 f! X
3 y$ a8 x- k$ V7 ]4 a! X) c7 I5 o. B$ ^● 逐周期电流限制
/ U! k1 j: H+ u8 R+ P: R* P' ~; A0 G! j. s4 U
● 过载保护功能& X2 \, \0 a( L3 j/ q/ P/ `
" v, F: {; h; }7 H. ?5 H● 过温保护功能$ _+ o c2 Q9 x: u) G" n( I
2 ?& s3 u. Y$ J1 B
● SOP-8L绿色封装6 j4 K9 u- f. R8 A/ p+ j' w* y. s
, H; Y: w+ t S/ E/ Q3 S9 [
基本应用. I) w/ M4 i' c
5 `: w; a2 y9 H$ D; ?● 小功率电源适配器
1 g+ |2 [1 V/ A3 `8 Z; `3 C5 }, z4 z* @: S, [/ t8 \
● 蜂窝电话充电器9 D3 I6 ?% z# t+ N7 P
/ r3 h: W: H2 q2 N● 圣诞灯、LED驱动器
% @" Q7 c; f2 {. q+ R: d7 f5 N' |" a! U6 O/ z) K5 {+ F* [ X
● 替代线性调整器和RCC
* B- F8 U B0 e( L+ Z: b f s: J
& n8 D; J) u; w) d; x }% W$ r" R典型应用) `( ^4 p& S( @/ F
7 q% }3 m3 u! Q' w7 N
- _2 Z" h3 i/ F* P% Z- ]8 \" E
管脚排列
/ r% B* k% W! H% M管脚描述
8 `4 z0 F0 ~: L( v% n" d* @1 O P1 d Z# z# K* ^) C$ j+ U
) K: T5 }' x- O8 g
7 G: I2 {! |8 t/ L; Z2 n1 h2 o3 F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。$ X+ [* n, M: b9 M5 L6 k
+ h$ [3 ^7 d8 Y, 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。
& M& D7 a) }2 g
5 _: L9 P8 d2 X9 Y* X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。' P, L( g( H0 I1 N
$ x, |7 n& }0 U2 t! G# W
2、样机特性' V9 \8 z- e4 v
5 f5 w8 t: t5 h- \
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。
' a/ K6 q0 t2 ]/ H& z6 k/ T4 i; Y5 @9 {7 y
4 s6 x( ?: [6 ]/ U$ s( R6 k+ s2.1、输入特性：: W8 o1 M! T) t9 a. P6 B& O
! q9 X1 e) e# s1 A# V" l/ g* `
2.2、输出特性(Line END)：# ~! h. ^% O$ l! L v3 F
% ^% u( Q1 F# q/ d2.3、整机参数：
2 A$ i+ Z0 _* e$ Z* z1 H- j
$ k, [+ S$ Y3 C" Z: X( E: k3 i% D2.4、保护功能测试：
/ J# b/ ^6 T. M+ p, E6 q, K( r- F) l% O( Q9 V9 ~0 F L
2.5、工作环境：* [9 }6 `" q: u7 c+ S% U1 k
1 C5 i) |- M" p$ w5 F- O
2.6、测试仪器：
* `" X2 \! e! ]
2 ]1 q+ W9 Q+ P' `8 l* w: K0 E0 r \3、样机结构信息
9 f- X- P6 j8 y* @ D3 m
3 [3 y- S( F' m: 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。
( D5 R L& V, c6 k$ ^- Y+ T; ~- N0 P: {( O/ _
3.1、电路原理图及BOM：
% |; m* a" ~% H1 E6 p% L4 w
8 ?0 D+ k1 V5 |8 U3.1.1、原理图：" `1 V# C) X. X3 N6 M
1 U( k H" L- Z3 r1 b
2 i+ `; m2 X7 ?' @4 `3.1.2、元器件清单：, i! X2 L( b% c( w
9 s, q& Q. l2 @/ [9 y
9 d6 w' p2 q* |9 k r3.1.3、PCB布线：
( n+ L: ]& I% A" l
) g! G, c) i$ N1 K9 q0 [2 Y
PCB顶层布局 / ~1 X. s8 R) G2 I2 y. Y9 C) Q
PCB底层走线 9 b( K6 e, x' f& j; x
3.2、变压器绕制工艺：9 s% u+ u+ x6 P$ q
4 t6 G9 W$ f" y9 ]3.2.1、变压器电路示意图及结构图：# }2 p6 L) y5 c) L& V) I3 P
$ ]0 t+ J0 L- I0 U/ z G9 U
8 v6 s( V J# O) f3 ~
8 M) u0 M! E" h8 L/ k( \, i3.2.2、规格参数：
1 q* G/ n/ p) ^' a9 Q/ N2 v1 D
/ t s, b0 J7 E9 T% I# _1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；! n+ [, b6 G6 h1 M. L1 n% V6 w
2）材质：TDK PC40或同等材质；# b0 P3 J7 C; {( W+ D
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；5 M! J/ \- u5 G4 ?/ ~. @) |; o2 d
4）N3：三层绝缘线；
8 c) S: x4 F0 q8 W5 h5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；* l3 x$ ^' _) r6 }$ M) t( n& ^ B
6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
6 d5 y4 E9 { s* q9 ?) B7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz）). x+ j Q0 p3 f2 F$ {5 P
8）耐压测试=3KV 5mA 1Min) Y% O% c, r6 Q+ Z F5 ~
9）成品要求:浸凡立水
' t9 H# G4 A8 {- |( G5 s0 F: n5 m5 Z0 }; e1 w+ b9 Q; R
3.2.3、变压器参数：
6 u Z+ t+ m5 ]6 U! O
1 F6 p, U: \9 N; i
' \1 [% v' u+ @: x4、性能测评
$ d2 P$ q: W* x; b" |% ~+ }, S7 R1 N0 @ V0 G3 L! W9 H4 ~6 \
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。* H8 y: @: ^4 U/ ?2 ~6 I
, g! X9 {, Q5 V) H7 {
4.1、输入特性：( U' l3 ^7 k& Q! j: G) [2 r
" D: I. z* E4 y) Z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。
1 |: e1 q1 _& r1 Z5 |
! Z7 l( T6 V8 l5 \! [表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)2 A R6 S2 M8 i3 Y- c
A D1 {4 p$ U/ S# v! G# g! E
% h- P: w8 k: i表2、输出100%负载下的输入特性+ d7 R8 k5 |* X# F
4 h) z/ {: |+ |1 q! X( P- _: N表3、效率测试（PCB END）
1 A3 \* b# f" ~
: b v+ D" P; k, `表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
. T! P" x! o8 w9 z }
6 B5 J9 d8 J6 v! N. _. R0 l4.2、输出特性：
2 Y$ j* [# R9 k% I7 S' d3 k3 u% {+ z+ u- {& H; [5 s: ^' D
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：6 |/ p; d: u5 F6 q. \- e
6 o6 L R" t0 g( w$ W3 z3 e4.2.2、输出电压纹波：
( j+ k2 H. p* l' ~7 D0 \; H( |. v7 f' l( s& ]5 @3 |" m2 S
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。& C6 v5 t! X9 }5 G
6 ?) F# O+ P1 k$ X
2 D4 d" H8 y0 k5 ?0 g% X# ?2 D0 G
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 2 U; y- c% D j5 Q# I4 ^% @2 a
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
& H3 ^5 Z& B+ M9 i
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
3 F5 q" F5 v6 D( w2 |+ q x. C
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
& m: a1 b, f. n' E5 Q- B+ S$ ^1 F% Q v4.2.3、输出恒流特性：
) L ?' c4 s1 ]% m+ F
+ N6 \0 a& _6 `8 g3 A5 c) O/ Y, l; y, k* @: n
4.3、保护功能：. `/ H9 I5 l4 y* b' g U
5 j! p. _- y( E# y注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
3 F1 A9 y; W3 F, f5 Z7 @+ p* T
% K) [5 \- s- Q- i7 g4.3.1、过流保护：
. T, ~% Z; Z+ R- A. B
% @/ d, l$ E% j, Q9 Z! d# t1 u4.3.2、短路保护：4 W) @ B6 }# J# [
5 K' F8 |0 L: i4 C4 H1 y3 D8 L; p4.4、动态测试：: _9 z+ x1 L) e' X7 h
( Q3 o+ E4 j) ]+ V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* z; ?) o/ ] n! |& o& I( ?% r9 Z: Q: g: B+ O9 R; r
# ]8 e& B6 X1 ~( r$ L' H
AC90V @ 5ms 5 N( \8 v! [% E# N( B
AC90V @ 10ms 3 D. U2 |9 R9 m
AC264V @ 5ms
7 E4 r% d/ p( K5 t
AC264V @ 10ms ~+ V h$ C* f
4.5、系统延时时间测试：6 I3 j2 ]6 \% d0 F" M
5 O- K8 _1 K" P8 L注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。$ v3 n9 `2 q+ ^* `$ D# B$ y1 I
6 s2 H5 q0 v" d3 ?
TON_DELAY @ AC100V，100% Load * a1 t+ P9 K" _, R* i1 H. Y: e
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 2 y' x9 ~/ ]$ W- h6 u
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
4 Q: w' i6 L0 Z. o' [5 M
THOLD_UP @ AC240V，100% Load ! n0 s' K7 A$ g' m1 n0 T Y
VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load
' W3 P9 p4 A& a# \ y
VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load 5 X1 n3 J3 w" s! X Z
4.6、其它重要波形测试：7 E7 v- ^' r& r; I1 ^! D
' X. a7 i U: T' w+ X& q3 [注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
6 G* A1 s+ h5 z$ L& C, C
: L1 I# z* M! H7 }. D
AC90/60Hz，100% Load 9 z( N+ g: T9 o' [! w
AC115/60Hz，100% load 0 W4 s9 E6 r8 B. Q7 G! B- k
AC230/50Hz，100% Load 3 E- B5 G- ^6 B: Q1 \" j) b
AC264/50Hz，100% load . @8 `: |: A" q' g; u3 u! @1 o# {
AC264/50Hz，Output Short
" W/ s' E* D3 B) @* Y0 V
AC264/50Hz 输出肖特基电压
# _+ L$ b0 H& D. J1 M2 b6 U8 @4.7、系统温升测试
/ T0 o8 y9 a4 i p, ?8 z
% Y/ a% L* k; g% H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。
/ V# h3 y" o" w# V- v; d9 @4 K1 ^
& D8 I2 p s1 `7 {
测试样机及配套外壳 4 Z) m+ a# j% @- Q
温升测试：(℃)
& B1 Z: @/ b; ]- f8 Z% M- z( t1 x- e6 w, N* P" H% K; w, s
$ u7 k; G& n0 ?5、EMI 评估测试
7 F4 [* D o, Y( i* E
8 q& O# T* _5 W# _8 u+ y- x测试条件：
8 J0 `0 Q) g( z2 w# t" Y7 k2 Q. X* v& j
输入：AC230V/50Hz；+ K+ O6 @/ }% G
输出负载：12Ω/50W；
2 M, x4 M/ K' ` a% C限值标准参考：EN55013、EN55022B。
9 L2 d3 q# {2 B8 H% e- N3 o8 Y4 M+ }7 {% \9 Q3 t
AC230V/50Hz 传导L 相
+ y1 p6 F4 q2 |
AC230V/50Hz 传导N 相
5 F/ p$ E. ?. o3 m. e% p% ^" c% h
AC230V/50Hz 辐射测试 ( c1 k0 h9 ~- `0 H/ O% N
|
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