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标题: 让你的充电器高效更安全、更省心！这款国产IC全搞定 [打印本页]
作者: 思睿达小妹妹 时间: 2022-5-6 15:23
标题: 让你的充电器高效更安全、更省心！这款国产IC全搞定
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 15:35 编辑 ! O- I3 f ^$ P) x' n: t
$ i: a8 Q( U- M7 c+ `如果你正为充电器产品、适配器产品寻找一款高性价比的国产电源IC，我们的高性能原边检测控的PWM开关——CR6245系列正是你的寻找对象。让我们通过本文的解决方案来了解下吧！
. R* L' `! p5 a* F! u7 U) _; y
: x# U! r! r8 d* P- O/ E$ L1 p5 B6 B01、样机介绍) s* Q6 v, j, {2 K, [
; Q6 | ?% D* W4 d, l) _* w8 R: m7 a
该测试报告是基于一个能适用于宽输入电压范围，输出功率5W，恒压输出的充电器样机，控制IC采用了本公司主推的CR6245。 + x/ |4 J2 o' H( u6 [) K% }4 o
3 l) v; W/ }! g5 [/ e[attach]44547[/attach][attach]44548[/attach]
CR6245_5V1.0A工程样机示意图
6 y1 e3 g( B, N) U8 v: J# k* x/ D {CR62451 N9 K/ o; _7 v0 J; C, b0 \
- r+ s p5 i6 G* t3 h
CR6245 是一款高性能原边检测控制 的 PWM 开关，待机功耗小于 75mW。CR6245 内部采用了多模式控制的效率均 衡技术，用于优化芯片系统待机功耗。QR 控制模式提升效率，同时采用了初级电感 量补偿技术和内部集成的输出线电压补偿 技术，保证了芯片在批量生产过程中 CC/CV 输出精度，内置的全电压功率自适 应补偿技术保证了系统在全电压范围 （90V~264V）内输出恒定的功率。
; r5 H; K0 D- T- _' C
$ W- N- N% j) _- \) {CR6245 集成了多种功能和保护特 性，包括欠压锁定（UVLO），VDD 过压 保护（OVP），软启动，过温保护（OTP）， 逐周期电流限制（OCP），CS引脚悬空保 护，输出短路保护，内置前沿消隐电路， 输出整流二极管短路保护电路，输出过压 保护电路。而且内置所有 PIN 脚悬空保护 功能，使得芯片具有更高的可靠性。4 W' A- M; h. j: \" Q( [7 F
' F) v; S1 {" V2 G0 {) D% W* U
主要特点
. K* j4 S D- p* S
+ M, z: x" u' n6 G' O/ o$ W● 待机功耗低于75mW
7 r5 \* T% L) a$ b( g4 Y● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431! N- J( q, `: |5 N l/ S
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
: R' E/ f2 B6 W% a( ]● 可编程CC/CV模式控制$ |2 s, e( \9 y# b9 ~5 ~
● 采用多模式控制的效率均衡技术& u% r& S! q2 |* \( n; o2 t! e+ M
● 高能效QR控制模式
4 N% X R1 y2 g$ h● 内置输出线电压补偿功能
+ P) ?4 g+ T1 N7 J# v- f" ]● 内置初级电感量偏差补偿功能 5 D+ T: i: x7 z
● 内置全电压功率自适应补偿功能
! s0 D5 D& L6 r2 u( ?: z) R: u● 动态负载响应功能6 b/ r: j( J9 k G, J/ G6 b
● 内置过温度保护功能
) d; W1 ?- _3 h● 内置输出短路保护功能
0 Q* I# ~3 L5 L● 内置前沿消隐
& L/ e' |4 z5 K9 i! K% W+ T# g● 启动电流和工作电流低
+ u) _5 B, k0 F- o6 v+ c- @● VDD端过压保护和钳位保护
' z" [; b O5 \' a● 逐周期过流保护9 ~3 y7 L8 ]- K% ^) p/ A6 w$ n
● 内置输出整流二极管短路保护- r' M5 v+ p4 D7 [6 r i
● 内置输出过压保护功能0 Z. G: x! Q6 }1 W
● 内置所有PIN脚悬空保护功能
. k8 X' G9 b& d/ S, d● DIP-8L、SOP-7L绿色封装
0 z3 @6 O, G" U
5 s. ~: u% ^8 g* h/ K基本应用. C- m; b0 S# o5 X, @/ i0 T
" O* ?0 K9 j; ^● 小功率电源适配器
0 ~9 A6 y5 d* U6 w) e% u* F; ~0 Q● 蜂窝电话充电器5 L7 h G5 p' g
● 数码电源充电器
! }5 P; E8 x4 h$ k9 g+ D w● 电脑和服务器辅助电源
- C0 b8 }6 \4 L/ M) x● 替代线性调整器和RCC2 h( Y. y8 @. @ n
8 O3 D9 [2 r( u( i$ C2 j- m1 P, I% K引脚分布
j% v& E0 m* `2 V! f. y3 @3 J, j4 e- S8 @1 {/ |9 Z
[attach]44549[/attach]
4 M8 u5 _( s* O" Q' Q! B引脚描述- a( a) M% \- E- B8 Q1 B& G* S
! n, B- L4 W2 r( ^[attach]44550[/attach]
/ z/ m, B8 R8 ]. ^+ @6 x+ Q典型应用
4 C: h$ l2 Y2 o3 o[attach]44551[/attach]
1 ~# a7 a, M, u! ?: Q: X! t4 z; x该样机是一款基于CR6245设计的，全电压实现5V2.4A输出的充电器。AC90V满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗<75mW；典型输入电压时平均效率>74%；能够满足最严格的能效标准“COC_T2”；全电压可实现±2%的CC/CV输出精度。; k0 K" s) r% s) ~: k
, E) l W) ` R4 E! ?" y1 W
样机尺寸：33*28.5mm；样机具有良好的动态负载能力，良好的恒流输出效果；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、FB开路保护、OTP自动恢复”等多种保护功能。
! N( @3 E5 l" z' K2 {) o1 m3 T2 U8 f- w: M0 d( A6 L0 C
样机的变压器，采用了EE13磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
5 ]$ H c( m) Q' v l5 F- C+ W5 Y( F, v% D3 r
02、样机特性
' z5 H0 G' ?6 C. K" F4 H0 k3 R& }4 {, u) {* B: @3 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。 2 x2 q& y$ [, O1 K* c! Q3 X' v+ [, v
& p# A5 h: C) P5 l( b( r# b* ?. e2.1、输入特性：! q* Z7 N" q0 n
[attach]44552[/attach]
1 I$ q3 t0 F6 w e% b
4 d/ Z$ ^( K' {$ j, n
2.2、输出特性(PCB END)：( Y( k" c8 @$ O( J& { t3 p% {- h
[attach]44553[/attach]
4 c9 a1 v2 h, ?2.3、整机参数：! y( u9 j+ V% O% l
[attach]44554[/attach]
; K; G6 Z5 W. w2.4、保护功能测试：( I5 @* _' Z) h+ [- A
[attach]44555[/attach]
- J$ r- a4 G$ c" S" Q6 x
2.5、工作环境：# C3 i8 B7 n( m) i5 N
[attach]44556[/attach]
. P" N( z6 u( B3 H ~8 `2.6、测试仪器：$ ?; u; R( E- P4 X# X
[attach]44557[/attach]
7 S4 P1 I$ X- y; e4 x, g
03、样机结构信息, U& b+ p* t5 N# b9 C" q
3 |0 R7 ?! v4 @2 j \( e/ C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。
! p! o) g+ p7 |! w3 P& s( f6 F. l% e/ x S( D8 J9 n# T+ L9 x
3.1、电路原理图及 BOM：
. K/ ?& R, K( C# w% ^+ ~/ C# D7 I) c7 E* Y
3.1.1、原理图：
' t' x* d2 P2 f' [) k9 m1 X
+ I- Y7 r) y9 l0 C8 W3 [+ p, i. P[attach]44558[/attach]
3.1.2、元器件清单：0 r) Q9 }5 k. y1 }2 Q
, n* {3 G S5 Q: T: J
[attach]44559[/attach]
5 m! I. E# d; i: y5 Q- X( F
3.1.3、PCB 布线：
5 o& h) i- C3 a# G, Z& s0 F7 p5 n6 t4 {$ o: `; K* A
[attach]44560[/attach]
) L4 Q" [0 h& O2 G' z6 @; c; F4 y2 N[attach]44561[/attach]
2 h1 K# U7 r; g! l6 Z, Z
[attach]44562[/attach]
0 y9 n3 `% |7 f1 I8 g6 U3.2、变压器绕制工艺： S) a* w5 v7 P
/ |" r5 w9 o6 w) w# u% }
3.2.1、电路示意图：
" E; }0 @2 j# l# _& L6 h% y( o
* b# n7 p' @7 x* F$ r[attach]44563[/attach]
3.2.2 规格参数：
Q0 }7 |; }: h3 o
& D5 G3 s$ G1 ]) J1）骨架：EE13 立式（5+5PIN）,Ae＝17.1mm²； @# L' v& t6 G7 X. V" _
2）材质：TDK PC40 或同等材质；7 W. n2 M# \+ N
3）N1、N2、N3：2UEW 漆包线；
+ z! w. B9 k6 f' M0 z. S4）N4：三层绝缘线；/ i/ F0 H- E3 t, c) T4 K! ?, Y
5）绝缘胶带:3M800 或同等材质；
- z; W4 f6 }; r* [. L6）初级绕组感量Lp：1800uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
5 t. {& J! ^ Q4 l7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.,3 V，10kHz）)9 p- I3 a6 |% C- ^
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9 ^/ n8 A" H3 B9）成品要求:浸凡立水' `" o. Z0 k S% z) j; W' D
; v g! T' b, Q
3.2.3、变压器参数:
: z7 t' [* f( V" l* }. n, }! G[attach]44564[/attach]
2 n! ?$ y! n$ f% a$ F& L3.2.4、变压器结构图：
0 [0 J2 s7 J2 b- I2 T n
( S! P" [! p3 m! F[attach]44565[/attach]
+ |. r I x [2 E* o; |' I2 O
04、性能测评
|) ?0 f1 M7 n7 u; Q1 V9 {- O) _
* }7 `9 ]3 J C8 r! R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。' i+ r0 J3 I8 W% S$ \( b
2 Z+ z/ E: j% H; Z' C4.1、输入特性：, O/ Y9 h2 b9 ^# ]6 @/ z
O2 k2 m E- I! y# f, W+ t5 T4 e( Y
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。
/ q. k2 g- w; F) T4 ~+ U8 I' T' `* Q( ]/ C) I
表1待机功耗(输出含有假负载2KΩ)9 w9 [2 D" q) C
[attach]44566[/attach]
/ c" J$ I w, l' _表2 输出100%负载下的输入特性
( Z7 M2 K" y# h4 ~7 X3 A6 Z. A0 `& {6 A0 D9 T0 q! V
[attach]44567[/attach]
$ Z# D' Z0 i! K表3效率测试（PCB END）
D% g% J' O3 w' R! Q/ i, I- }* G- _[attach]44568[/attach]
& b7 t: N4 Q4 E1 I
4.2、输出特性：" M$ x. _( b8 {/ [ i: Q
+ E7 [5 j8 c( C _( K
4.2.1、线性调整率和负载调整率:+ J' P) y5 L( Q8 Z5 P- H% N
[attach]44569[/attach]
- `( o7 d8 S, f7 u3 i. g) `, x4.2.2、输出恒流特性：
( y) ~& }4 D( n% [" y( e/ y! }[attach]44570[/attach]
5 t9 i; t) Z8 d- s- T
4.2.3、输出电压纹波：
. `7 r: t4 b# Z) t3 B7 z% e- T2 O! \& G7 k; r8 Z+ j( K8 G
注：纹波及噪音在 PCB 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。- ~' ?2 b) {2 i6 Y9 r+ {
) d( d; b0 \! E( j. ]5 z) V+ W
[attach]44571[/attach]
8 ]" J8 B3 N p j+ {4 |/ w8 O[attach]44572[/attach]
R&N @ AC90V/60Hz，NO LOAD
- d x- r& ~+ K6 D( \
[attach]44573[/attach]
R&N @ AC90V/60Hz，100% LOAD
5 @# r" e9 w8 T8 k$ ]
[attach]44574[/attach]
R&N @ AC264V/50Hz，NO LOAD
9 o: T' V) L7 k; o; {+ D+ D; @: V
[attach]44575[/attach]
R&N @ AC264V/50Hz，100% LOAD
; N! H3 Y* I g* T5 H- h( o
4.3、保护功能： 3 P0 {$ g! A1 n. w
' K' \, y: T) ]6 t1 I* x2 ]
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
1 w( x# [3 D. t5 B$ t
/ O: z; i. y1 D6 f0 y6 [0 Z4.3.1、过流保护：
5 O7 _# w& [7 e[attach]44576[/attach]
4 b+ q, j$ ]+ S0 I- l" v8 ^) ^
4.3.2、短路保护：
. A4 K; j4 Y/ \" k[attach]44577[/attach]
: @: U) E4 f# _% x
4.4、系统延时时间测试：
^% s& s+ T& V& C, `7 e0 c7 k
+ X o+ p- x/ T0 ] v4 W6 |$ T注：AC 端（绿色）、VO输出端（蓝色）波形图。: k" A2 J( T$ V6 a" |! q/ d
+ c8 N( W# C- n4 q[attach]44578[/attach]
7 D" @; v& Y+ I6 O. d/ Y- |0 s
[attach]44579[/attach]
TON_DELAY @ AC90V，100% Load
* A7 x, G- U# q6 ~5 k+ D, ~[attach]44580[/attach]
TON_DELAY @ AC264V，100% Load
5 Y6 ?; M: d# u$ P2 }) a
[attach]44581[/attach]
THOLD_UP @ AC90V，100% Load
# _( i( [; ^, T
[attach]44582[/attach]
THOLD_UP @ AC264V，100% Load
7 ?% Y9 p! N6 @8 K) m' r# H
[attach]44583[/attach]
VOVER_SHORT @ AC90V，No Load
4 ], S* Y% a) s7 Y2 G[attach]44584[/attach]
VOVER_SHORT @ AC264V，No Load
. W& E1 H8 Q0 S4 V5 L q( c4.5、其它重要波形测试：
4 S& Y, f* Z. n8 o9 y5 F: Q1 N9 g: I/ A+ m
注：DRAIN（绿色）端、CS（蓝色）端波形图：2 X" M5 {4 n! i( j5 {; _' h
; q( ~" J! {. q[attach]44585[/attach]
AC90/60Hz，100% Load
( D, }8 O0 w, ^, F& R" X
[attach]44586[/attach]
AC115/60Hz，100% load
0 X* d2 }8 ^$ K/ y5 o[attach]44587[/attach]
AC230/50Hz，100% Load
- m; Z) e& }" a" E[attach]44588[/attach]
AC264/50Hz，100% load
/ w( K0 }2 H! o5 p; F: R- |, y
[attach]44589[/attach]
AC264/50Hz，Output Short
9 k& Q8 q- x2 }5 G/ ?
05、EMI 评估测试
$ |: P; t6 n0 \: T% v2 {9 S7 J3 k1 I
测试条件：2 W4 k' [) b& k" t0 S ^) J
输入：AC230V/50Hz；. y9 i3 U, ]$ j# a6 t: b8 L3 O8 ]
输出负载：5.0Ω/50W；
$ R- b# _* a, K9 T* E' A限值标准参考：EN55013、 EN55022B。
6 q1 ^8 |+ \) D) ~1 l[attach]44590[/attach]
AC230V/50Hz 传导 L 相
; R _8 |, e0 B6 Q4 i Z; }9 p x% s
[attach]44591[/attach]
AC230V/50Hz 传导 N 相
! B5 B4 U' d J$ j
[attach]44592[/attach]
AC230V/50Hz 辐射测试
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