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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
+ P' S- r0 w/ W0 r* C9 A |) m1 K% h T. q0 f Q) {
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！
; Z$ g8 C: S0 C' t: h- U1 ?2 w6 V8 E* \
01、样机介绍/ E0 ~% a' q0 P
: @1 P" s3 n+ i: Y+ F/ N5 h8 e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。 0 z$ ^! t+ V3 S0 {" g$ B8 @
( b% t4 }0 a* K" n' H" @[attach]44547[/attach][attach]44548[/attach]
CR6245_5V1.0A工程样机示意图
+ D3 ^( X, Q+ R! b% HCR6245
" P6 r/ X# y+ a |! I V/ e
. E+ z# B- v2 RCR6245 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。 ! m7 D1 ? o- |) O$ k# e: _+ i
& w+ @9 l9 u5 F- l DCR6245 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。
+ p" u/ @$ I$ T1 J1 S' d! Q
1 ~4 P$ E9 V# d/ p- {) A主要特点
* t. |, ?2 J! [) n3 y4 u8 M& h) E2 _. r' f% C
● 待机功耗低于75mW
$ S+ X0 [9 d/ D' a7 {● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
4 E" h; B! u& `; I# q, B: o● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出2 u/ M9 f9 ^# a$ h5 Z9 q3 o
● 可编程CC/CV模式控制2 x+ `! r' l. y, Y, J7 h
● 采用多模式控制的效率均衡技术
( E; _ S$ u( W( @ A" z$ c+ s3 J● 高能效QR控制模式% p' P( u0 @; M* o6 R
● 内置输出线电压补偿功能
. ~; d# ]' e( E# W- |● 内置初级电感量偏差补偿功能
% ^. h+ |( `6 ]% R. m' K3 S. B● 内置全电压功率自适应补偿功能
& ]7 s" N& a* J5 b● 动态负载响应功能
, Y) F1 X) j& q* w/ T! g● 内置过温度保护功能0 n" a- ~+ E T# Q' E' f/ U
● 内置输出短路保护功能
* D+ m6 ] v; N. ~( C% I# b4 g G● 内置前沿消隐 ( D( m9 d# I" s# W, |( G
● 启动电流和工作电流低# D0 {2 Z: P9 R
● VDD端过压保护和钳位保护
- ?8 j o: f ^; [. a& H$ ]● 逐周期过流保护6 H. n) Y1 |2 }9 p* a/ ~$ _& S8 J
● 内置输出整流二极管短路保护+ ~. g* u7 r7 g( \
● 内置输出过压保护功能4 w/ @( [ S! M# z- j% ^
● 内置所有PIN脚悬空保护功能) b! Z9 A' y0 e) ?4 ]6 N
● DIP-8L、SOP-7L绿色封装
# {& i6 X' I( C& B+ g, f2 @! P# ^8 \) U( E
基本应用1 i! ^0 p: ]. Z# x
( _) Q9 a2 H9 ^$ \' M
● 小功率电源适配器$ @5 K7 [) X9 r! y! U
● 蜂窝电话充电器
4 R- b/ T7 G* s0 \7 w● 数码电源充电器
3 ~: U/ S* I* l$ g1 M● 电脑和服务器辅助电源" p2 }) K# |' g; O! k
● 替代线性调整器和RCC! z! N6 Q v! y' ~8 Q" L4 I' D2 e
* X& w+ G' q' Y3 o4 V8 y引脚分布! T8 \0 J. \ m" V% H {
1 r; e, y( p# w4 x2 ^[attach]44549[/attach]
5 E9 I7 Q( a( |' ]
引脚描述
+ q- S* K- b S( P4 ^, U
/ v o5 v7 k) h$ h1 x$ [[attach]44550[/attach]
; q' y/ k$ w. j% o& J+ q# h" P
典型应用
% r$ p! n5 m, k( ~' k1 t[attach]44551[/attach]
S6 B5 t& c P+ W' j3 q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。/ ^4 n' c1 V* ^# u- t3 ?
* W* {% n2 t0 x) L+ A+ ^, ~1 l
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。
' V9 J& x! ^. e+ z% w7 o; a/ m
+ `7 E+ T5 d9 r8 g/ s! L- A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。) d, W5 W5 C8 F1 [' e9 A( ]5 J+ x7 u
- |7 N& X. y7 h9 N+ O% b; z2 R! I02、样机特性
, e1 [( N9 C) Z/ V0 ?' {
" ]4 G2 k/ u& p+ F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。 6 \; |8 p; \6 W4 O
# V, r6 @. O( {& y% Z- V( Y2.1、输入特性：
3 V0 {. F+ E4 L* R* N& _6 W[attach]44552[/attach]
! f; B- ^8 u1 ?2 M# _4 t- n8 Z
! ^1 T9 p) r% i2.2、输出特性(PCB END)：& C* Y" c' V+ o/ s- R
[attach]44553[/attach]
5 [/ }7 ?: e3 h" j
2.3、整机参数：
* _1 q7 [8 ?+ o8 W8 g, g[attach]44554[/attach]
7 _7 e" |/ x! H5 ? ]
2.4、保护功能测试：
( i/ t7 A" ]) c4 G8 e[attach]44555[/attach]
$ S( B3 {# x( C- H( x2.5、工作环境：/ k* }) `& b9 w( ^# Y# q
[attach]44556[/attach]
) E; u4 |$ l: P" d4 p$ r4 l2.6、测试仪器：
& u6 e7 X' E" ?; w: s; ^9 k' [[attach]44557[/attach]
* F7 c2 y6 f' n- m1 F$ _- e2 W. f03、样机结构信息, S/ E. ^7 H6 ^7 e7 T3 m5 F: Z% S
^0 l' o- N9 y+ r$ w7 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。
$ F+ ?) C6 @' K5 h3 n* Q! y
0 l: i9 W+ G1 s. i# U. {3.1、电路原理图及 BOM： 1 h. u/ {0 O2 ?3 v$ S6 a: x
! v4 a9 v9 W6 k: \, [
3.1.1、原理图：, D( ~' u/ g3 ~: v- ^) l" p
- y4 N% N$ `5 q! J" g4 x[attach]44558[/attach]
3.1.2、元器件清单：
; v* X9 [$ m* i' q6 R
* U* d$ _1 o$ h: H. g[attach]44559[/attach]
) t$ Y2 a/ E' S$ V8 Q4 P
3.1.3、PCB 布线：- C) H0 g9 ?1 g Q* y d. I- }# t, {: e
% u6 J* l8 a, q, i8 T
[attach]44560[/attach]
9 G% ]% l4 d2 n0 R: a9 [
[attach]44561[/attach]
( m! ^4 D! t, t' t+ e
[attach]44562[/attach]
5 j! Q3 l1 Z# e# c2 K3.2、变压器绕制工艺：- M! ~ E b3 I! I
. Q5 ^7 F7 E$ f0 Q: ~3.2.1、电路示意图：
5 O* X% b) b% k8 O8 E9 h2 F1 }* P3 G0 z1 i' J
[attach]44563[/attach]
3.2.2 规格参数：
6 ?) ]$ o' {. o' ?( Q7 y/ `% [* G& ]$ k! d* x. m! ]
1）骨架：EE13 立式（5+5PIN）,Ae＝17.1mm²；
4 f& [) x* B& a+ g% N2）材质：TDK PC40 或同等材质；* s; h( w8 P! P' [ Y0 W/ A- @' e( H
3）N1、N2、N3：2UEW 漆包线；
4 `$ s8 B/ |* {! E; y! f+ r4）N4：三层绝缘线；" W4 X2 q; ]! d% K6 c/ N" v
5）绝缘胶带:3M800 或同等材质；
6 `3 f% T3 |) U0 |6）初级绕组感量Lp：1800uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；% U; U- ? O& L" l. { }
7）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）)0 m% P; g5 D2 r! u6 K f
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
7 g, C, z! h9 z% ?8 N9）成品要求:浸凡立水3 r* I4 N( o/ g; q8 A7 P% t
/ `' j3 r5 r, ?: S& p4 B3.2.3、变压器参数:
/ W+ S2 M- ?1 W: U6 U5 R. w" s[attach]44564[/attach]
# r) B+ l$ i: @: u3.2.4、变压器结构图：
9 L: A4 p6 O" {! h( Y- X
S- S: _3 U! h5 j[attach]44565[/attach]
1 u% }& ]* C! ?1 ]8 U# E7 D
04、性能测评, R- N! s! u( E/ A" |2 o8 n& J: \
Q5 d+ r4 z) T" J0 f' @* f" p7 x
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。& O O% l+ l) h, h* T- P, z; L
% E+ d* A! k) E! o7 `
4.1、输入特性：
0 m0 H2 P/ u0 b" a9 P5 r! V/ R0 ~; r+ i, X1 ?- p: d3 ~
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。
3 e( q/ n; A: v, Q/ \( w+ k
. V7 x4 j& l7 I表1待机功耗(输出含有假负载2KΩ)
' i3 h7 d2 i% M" l$ G& s[attach]44566[/attach]
8 t1 y y D( E# ?4 q% O* ?# s K. I
表2 输出100%负载下的输入特性
3 g6 c& x" R+ Q! s# d7 `) p0 u1 ~% I- @( j
[attach]44567[/attach]
" s% s) @- P9 H6 ^ k3 q3 M
表3效率测试（PCB END）8 b. p* l" n2 S2 b( x' Z7 x- f
[attach]44568[/attach]
8 Q! e, U: h9 [' g8 V! x; q$ E% E5 E
4.2、输出特性：- c; b _+ [( m- b0 }) i3 {/ o2 X
, {' u! Q( l0 M+ Q0 I+ @/ U
4.2.1、线性调整率和负载调整率:5 m+ Q' y) p" U5 _+ w* }
[attach]44569[/attach]
" H5 X" G2 s: T5 j: n4.2.2、输出恒流特性：
( d5 F: e0 m8 F8 q+ h/ v4 S" H( T[attach]44570[/attach]
) ]/ W; W1 J- N6 C4.2.3、输出电压纹波：! R! |3 B3 b7 {! l$ A6 d3 f
0 M. a. C+ j: @9 y0 v# q
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。3 T- X, z0 S$ c% d" ?2 H$ o6 a; l
2 T3 [$ {( k, j( d$ q1 u. f[attach]44571[/attach]
. z) Z' N. I+ p5 h! @[attach]44572[/attach]
R&N @ AC90V/60Hz，NO LOAD
" G) T0 g! n f5 X# t" D
[attach]44573[/attach]
R&N @ AC90V/60Hz，100% LOAD
: m' U/ {& n! p6 L
[attach]44574[/attach]
R&N @ AC264V/50Hz，NO LOAD
( y! ^% w& C9 v S+ Y
[attach]44575[/attach]
R&N @ AC264V/50Hz，100% LOAD
' y! q& \! w5 k( g- o( q4.3、保护功能：
% U U; r- t' R7 }/ l/ [) ~& r' c9 p5 p( p
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
2 z# S+ O1 r. U& @. {# |
. W8 M( m5 I/ U5 j& C+ }5 i7 g% R4.3.1、过流保护：" a/ L. Y1 J o, P U& |
[attach]44576[/attach]
( v9 w8 f3 o, W) W+ h) L
4.3.2、短路保护：7 V. |& W6 ^* V O$ W+ u
[attach]44577[/attach]
9 l! j+ B( L" `4 M$ `& E
4.4、系统延时时间测试：
4 a' k( r, a9 Z; V
) a" a: s" h/ B$ k2 `/ g R1 O! Y注：AC 端（绿色）、VO输出端（蓝色）波形图。1 c x$ R( j, ]& x3 Z- q
n5 S Q3 Y5 ?8 _[attach]44578[/attach]
u$ S6 o( `' G" }
[attach]44579[/attach]
TON_DELAY @ AC90V，100% Load
3 o! t. N3 `* D0 g" d$ d
[attach]44580[/attach]
TON_DELAY @ AC264V，100% Load
3 h+ f w5 {$ C8 M
[attach]44581[/attach]
THOLD_UP @ AC90V，100% Load
h+ B: D5 t3 H Q3 m[attach]44582[/attach]
THOLD_UP @ AC264V，100% Load
8 J9 K( U- V) ^- p0 u& ~+ [6 H
[attach]44583[/attach]
VOVER_SHORT @ AC90V，No Load
- T' ^/ X# A9 x7 m7 Y a8 I[attach]44584[/attach]
VOVER_SHORT @ AC264V，No Load
7 M. q6 O1 C7 b: }8 d# p! a# u4.5、其它重要波形测试：
6 \$ J" [% @: u7 h+ D. D+ J$ P$ G a. }+ r
注：DRAIN（绿色）端、CS（蓝色）端波形图：
) P; M' {5 _4 \) a/ b) V4 W
" h0 x$ G5 h/ L[attach]44585[/attach]
AC90/60Hz，100% Load
( r5 j8 W, e% u. W8 [* j' V[attach]44586[/attach]
AC115/60Hz，100% load
2 e: w1 t7 t, k" K" m
[attach]44587[/attach]
AC230/50Hz，100% Load
7 Z; M* y9 _$ g! {* v
[attach]44588[/attach]
AC264/50Hz，100% load
4 K/ ?2 B7 {6 j[attach]44589[/attach]
AC264/50Hz，Output Short
- K& P5 y) e) ^: A( _05、EMI 评估测试
/ @" U7 d' Z9 P: e0 t
4 `, u( X, I3 M: _测试条件：/ y! A( R" \+ o0 L2 R: L
输入：AC230V/50Hz；' |. U3 J6 P. _9 U8 o
输出负载：5.0Ω/50W；
) C2 k, \" s4 I# @/ z限值标准参考：EN55013、 EN55022B。
. K6 w& \/ Y! {9 x, z0 r[attach]44590[/attach]
AC230V/50Hz 传导 L 相
2 d. t1 P, L" c- `. V+ b% y# U[attach]44591[/attach]
AC230V/50Hz 传导 N 相
% v. {( A5 S/ B* U3 A
[attach]44592[/attach]
AC230V/50Hz 辐射测试
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