本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-7-21 12:00 编辑 & n& r6 `* d2 ]% L3 R1 ?
" a7 }5 N; X, g! l1 N; t& O- a" W
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？- ?% ?, n9 o9 Q$ g
6 R1 o2 N5 S' E- z( ^3 @" m1、样机介绍( ]( m1 q4 `- \ c2 L& T, \
8 r( c# w. Q1 W$ G: o+ K. j
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。3 W, E% r% q2 r. c& M! F) O
9 ?" Y, U9 L$ [+ `, X
CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图 8 o5 o G x4 s% D- v+ a
CR5216SG
: v( ]& ?% s; K" {1 G* j
0 L2 G! A8 Q3 `/ _1 VCR5216SG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。# m) t$ ]" D9 W( K8 \! s
3 W/ k) u- A* R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。
( Z8 F) a4 y# R- Y4 \0 k! ?/ S# B
1 k# W2 \5 c8 b1 t3 {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。
- Q9 T7 W' L; [& {3 @4 ~; u# B& c4 ?, j( F" V
芯片特性( _6 C/ b9 z8 r
$ C; R8 ^, m! Y● 低启动电流8 }$ |% R; r, Q: S
" Y, d% @( i0 X● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%. R8 G+ }& W3 p# F7 {( i v5 I
4 P( S* _+ i6 C; P7 ]7 h& X3 |7 t7 j
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出 c A" f) w" S
6 k D4 j6 ]! T( x& @8 Z
● 动态负载响应功能! b' G; z" j6 m& `- r4 B+ _9 H
2 Z1 v' F. L( T
● 可编程CC/CV模式控制- `0 h: n X3 [5 p$ E' M, B6 e* |
3 p. L0 v9 b" l
● 高能效QR控制模式
( r+ @2 q% ]! F8 B7 M' V4 j; g5 N/ T0 N; F) X
● 内置初级电感量偏差补偿功能3 L) C" z' E1 O9 `( n9 J8 T
" [/ \1 h2 H( |# ~9 D. g4 n● 内置输出线电压补偿功功能
: }9 Z2 i- Q5 e2 B/ C9 m4 m7 L
/ B1 Y% N# b, `* r# {● 内置全电压功率自适应补偿功能
5 M# F5 Q! y7 z9 W8 j; t. y5 Q. T$ y9 a$ |# Q
● 无音频噪音控制技术8 I$ H3 G/ {/ n# i$ M
4 y( q% F, A& v/ ~7 S) Y$ ?● VDD端过压、欠压保护功能4 B- N7 C! }5 j& m3 [& ?) t6 h
# `9 J7 q6 ^9 T7 ^ r
● VDD端钳位电路
5 ^, Z. U1 A& X
# g5 m3 w! g- {, s3 f# [/ g7 t/ N● 内置输出过压保护功能
. O+ d( a% M; f( |7 h/ r% v; H7 ^3 L- t$ q+ h. E
● 内置FB开路、短路保护功能/ v2 v" D7 |- n. J
8 |( P4 H# R4 ?$ I% m& Z$ _
● 内置输出二极管开路、短路保护功能" d2 a1 u, q7 y) e. B- V/ G
- S( [8 a% }. q' \
● 内置前沿消隐电路% e8 x/ N# V! i5 d9 h, c" f$ @
; n& f+ O. {4 D& M$ D! d7 K● 逐周期电流限制9 y* l. n' Z$ O: S9 Y6 O" f9 s4 l, d
7 D; S& n. l1 _0 {- }+ m7 g! W
● 过载保护功能/ o2 I! D! c6 K, I
! W% Q. ~" W* |0 _2 n7 j
● 过温保护功能1 u) h* }# c8 x- N- j& c2 o
, B4 o; h. O- e3 y5 U● SOP-8L绿色封装$ Z- O6 L/ h/ a! s
# Q9 E( L% g: D+ E2 X
基本应用5 S2 W5 m; F0 ^( o
* Q& P4 R8 v; T( Y* ]. |* J; s2 L
● 小功率电源适配器9 B) M7 w4 B S
3 x o1 p! T9 S' U/ w& ^0 C● 蜂窝电话充电器
( e" j8 t. g+ _' e( G) Z6 w1 }$ [" W; D* n# M
● 圣诞灯、LED驱动器$ p) F1 G6 C5 S4 K* R7 T
) D: l6 ?9 R9 L7 E● 替代线性调整器和RCC! i6 n# ^! {3 m
; p5 \) M. p I0 R4 v% P7 O: K) B典型应用
# ^+ D) E; ^ j9 k/ K% i7 K' x6 T/ f. y+ R& _
% B: U/ N3 Y: g! x管脚排列# R' a: J0 r6 ?: f
管脚描述, V* i# A0 j6 K1 e: \
6 z/ C M3 M6 v& f
+ a( O8 k* E+ }: ^: k/ M3 j- n4 r) Q( ]5 f! s
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 s6 ]& o* N6 G) T/ C$ C
, w$ _/ V K5 }0 ^, U, l! s$ X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。/ R3 e3 v+ k4 |5 C# y' I
; ]5 f, j# L: b' t1 D) B7 f5 A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。) n4 J z) G4 \& c8 H p+ Y
4 p2 |" Y; K# s$ d& Y
2、样机特性
: z( e, E; w; p3 T. D! C1 G1 L0 f. W4 ]5 E& n6 u- @% a
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。% P1 Q% m; N% ^( `# @: b3 R" L
$ O, ~" f/ l, P7 j! [2 {7 H
2.1、输入特性：
7 n1 s v' V) N6 q
9 u6 p7 e: \2 d% }2.2、输出特性(Line END)：
5 a. Y2 H) ` H5 Y6 n
2 `4 Y5 e+ P, o0 s; M* Z6 F! L1 J& D
2.3、整机参数：: D! C9 `# @0 } U* j) S0 t
+ t' B* w3 z0 r9 f& o) Z2.4、保护功能测试：
, y: O) u# E( y
% [! W& u2 u3 Z3 V( p2.5、工作环境：, k$ K7 h3 k9 A
) Y3 I; H- [ T7 j
2.6、测试仪器：
/ o/ x" [8 _: L
7 E6 M/ f* d8 f- C/ W" w3、样机结构信息
8 K4 t% |7 [. t( `/ g
E3 X2 }% V" }# u2 O: r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。) o5 `. A" i- Y5 s" j3 j! E
2 D3 }. [2 u2 ~# D# M
3.1、电路原理图及BOM：
; u: Q3 e- e8 I: `5 H( h8 d8 {6 o7 s% p: `9 x B8 J7 p3 y0 s" @) `
3.1.1、原理图：
. j' z% j, L6 a: [0 G8 e$ G/ v8 r! O, h5 |' n! A. r
# P9 s9 @! T# L0 T% H
3.1.2、元器件清单：
- |0 T4 C0 \2 r
. F* s5 B8 V6 ?0 e2 R, R' V9 G; @9 p! ?* }0 K( w9 I
3.1.3、PCB布线：6 ~, s9 B3 Y4 k4 }- b
( {9 o. _. W5 R& z8 N7 V6 ]3 }
PCB顶层布局
6 }2 M4 o) H+ }. q5 b2 r. h$ ?$ \
PCB底层走线 G8 s' g4 G' i2 Y ], t! }
3.2、变压器绕制工艺：9 R0 Y% B3 W! V! Y0 L+ a
! V& v- S) u) q+ j* S; s" U# H ~3.2.1、变压器电路示意图及结构图：8 {/ O0 L; L* p" G6 Y" o
! r! ]& G/ y% D$ M: n/ H# M4 p( t$ v
z8 e1 U( y1 C' ^6 E
# N2 d( j1 p, ]! N4 i3.2.2、规格参数：
* B: w$ \' Z" K. a: q' g# z+ ~( n g& r( G, ]1 X! T) Z* f
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；5 w: v. |* v" n1 t
2）材质：TDK PC40或同等材质；
3 c4 J2 {' ?+ ]! n( N9 E& f3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；, Z$ o3 D' Z8 r- ?1 V- L
4）N3：三层绝缘线；: ?" ~6 s' \$ X% h" |# a6 N
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
# r1 h1 O; u5 L5 A6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
# |4 s# j k% t' H9 J- A: r, y: D7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz）)
# t8 [& ^$ n2 X% A8）耐压测试=3KV 5mA 1Min# \% I: d8 u( C# P' | a
9）成品要求:浸凡立水
+ b# u p; U" H5 U# V7 E1 _* [4 W6 c4 j& J; c1 g7 s
3.2.3、变压器参数：
8 Z' v1 S8 v4 T: \/ C2 S2 T6 F* O
6 \2 D6 E% S1 |! I4 M8 A2 x6 J7 @& C' b. M
4、性能测评7 T8 I6 F% u1 c, {6 ^' j+ N
2 I1 i- o& i, x0 Z3 ], @8 ?4 F/ N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。
5 a* A a) H' l x* K; f: {# b( E8 r4 m- p0 t5 I$ W, _6 c) n% Q
4.1、输入特性：$ p# W8 ], [0 j L, v) Y9 N
1 s/ l. \1 u) `/ D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。
# }" e6 b# D# v9 G8 B0 o3 |- A! X; l
& V+ k* j- J: {: v9 g1 _表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)
' k8 w6 H( o1 I: j6 n8 Q# H/ _: `& g0 a8 E7 I3 X0 h. ~. [3 D0 M/ |5 t
- g% m2 S0 n- j9 c6 r- A. W
表2、输出100%负载下的输入特性) g9 c* U5 O! ~% W( A
% j2 G/ u! z5 \# \9 g. h/ f" v
表3、效率测试（PCB END）
: I) `+ ?0 c/ D- O1 D, |' d/ X$ Y7 _( _2 f8 X O8 a' U' G* x: N
表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
0 M8 S/ |7 c/ N+ u
9 y# K: F4 a3 Q8 V/ n4.2、输出特性：8 W* O3 P/ K* f, i, g H& g6 [ }
" W* Z0 N$ ]/ A7 e$ d4 _
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：; W8 ~+ m9 i' z
! c! d( ? V* v+ D* T/ n
4.2.2、输出电压纹波：
9 a/ _9 w0 _/ F. [
$ q0 P$ r! P9 g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。( T( e* ~( Q3 O! P. } s
' _( C1 m7 L, H9 g
/ O: T8 A+ t$ K
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
" D3 V6 ? Z9 `5 b: y; `
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
2 k4 u* d; v0 ~+ h' F
R&N @ AC264V/50Hz,No Load 9 }9 i! l$ I( d; x7 g# L
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
) P" k4 Y2 F+ K5 ?6 [4.2.3、输出恒流特性：
k% \: _" J3 i: j, T
" A; u+ J9 f0 B4 \1 ]; m( K. D) X: u7 m! }% E2 y$ j1 {0 U4 }
4.3、保护功能：
0 j# r. W5 [9 m) a- [" ?. l2 v% E+ N5 m7 W
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。- U! M+ v. ?; [) U
0 ]* O" }" M- `4 b, @' D/ A5 |/ L
4.3.1、过流保护：6 b: J4 ~3 M, [& ^
" I& v5 l3 t0 X$ F! ^
4.3.2、短路保护：/ A) V Z# d S% y& ?% k/ A
. `2 L; c$ @( l, I" D8 w4 K+ s
4.4、动态测试：. Z. D; o+ V5 m! Y U' T
7 b" V7 H$ d/ o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。 C2 o8 q3 ^* z+ e& M' q8 j9 d
* t) I9 ^. |: \, E; e; e/ |7 w
$ H8 V8 d8 p. V% H: N+ i
AC90V @ 5ms + u1 f' D3 [% q
AC90V @ 10ms
. m% _9 \! }: `; b
AC264V @ 5ms % S" i" H, E- F4 u8 x2 C
AC264V @ 10ms
& J# A7 L9 n0 N4 E3 L7 D6 B: C4.5、系统延时时间测试：
! p) I4 {& h- S& a, ?& s5 A
% ] Q9 s. G7 g A注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。" z) Y: ]! Q. O# r X* V5 `
: w* J2 v, K: u) D
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
1 x% V5 V6 a5 i! s) ]2 ~! L
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
1 B, n, @3 B; C' n* B
THOLD_UP @ AC100V，100% Load % T: _. c, @4 D5 \
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
2 p% m4 f; y' m# c
VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load
; ?8 B3 a& `" ]5 ], V/ U
VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load ; k( Q$ N' y# B6 Z
4.6、其它重要波形测试：4 k% h% _# E! a9 ^8 _8 F
9 N. G5 y- M9 g注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
1 B% r, m) Y" e( [7 L5 E* `) C* Y5 q" i w# G- `
AC90/60Hz，100% Load
6 w, j4 b5 q- ^; f
AC115/60Hz，100% load / T, O) B' M! z" W. u
AC230/50Hz，100% Load
" y+ E, Y) U) l; k1 w2 c# p3 l
AC264/50Hz，100% load - ], G% v( d. Q2 O- z; a! J g
AC264/50Hz，Output Short
! J$ V7 z- E3 y
AC264/50Hz 输出肖特基电压 " l0 ^' x) b5 |3 U
4.7、系统温升测试
+ J) E) J- t$ g
1 e* P$ H, \+ T% o, I' y; m% @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。
3 m7 ]" K! i! Z; A0 R/ z; r1 Z2 o y# @+ I0 V* O% t; ~
测试样机及配套外壳 , c, _/ N5 {' u( f. F# \7 g
温升测试：(℃)0 w& x% D" M9 W3 P# ]2 H
+ f2 f7 G, }: W0 {! H0 r3 Z- x. a$ l+ h2 y5 S7 C7 L
5、EMI 评估测试( f% M; b4 S. @6 Q9 V8 ?' F
2 h) A7 }9 G9 Y* m, w0 f测试条件：
" d+ ^' }) n3 p9 B" x
8 k1 b8 D" D! L3 s7 u输入：AC230V/50Hz；
2 t0 ~& Y# c5 s ?+ J输出负载：12Ω/50W；' w* [7 Z$ [" n: h& ]8 X. v
限值标准参考：EN55013、EN55022B。- B2 w2 i6 \: F, [# K
2 J2 Q, K1 a9 _* y
AC230V/50Hz 传导L 相 # s* M+ H) U1 n
AC230V/50Hz 传导N 相 9 R; f- h* C+ N
AC230V/50Hz 辐射测试
0 f, E n# @3 f7 p |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-7-21 11:36:05
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