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标题: 高性价比10.5W充电器方案如何选？我们帮你从“芯”开始 [打印本页]
作者: 思睿达小妹妹 时间: 2022-9-29 09:55
标题: 高性价比10.5W充电器方案如何选？我们帮你从“芯”开始
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-9-29 10:06 编辑
今天给小伙伴介绍下本公司10.5W的充电器方案，这个方案的控制IC采用了本公司主推的CR5218SF。
这颗IC内部采用了多模式控制的效率均衡技术，用于减少芯片系统待机功耗和提升效率，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。当然还不止这些，一起来看看吧！
01、样机介绍
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10.5W，恒压输出的充电器样机，控制IC采用了本公司主推的CR5218SF。
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CR5218SF_5V2.1A工程样机示意图
CR5218SF
CR5218SF是一款高性能原边检测控制的PWM开关，具有快速启动功能，启动时间更短。CR5218SF内部采用了多模式控制的效率均衡技术，用于减少芯片系统待机功耗和提升效率，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。可以工作在双绕组和三绕组应用系统下，自供电功能保证芯片能够在任何条件下正常工作，极简的外围应用仍然能够保证电源系统的稳定可靠工作。
CR5218SF集成了多种功能和保护特性，包括欠压锁定（UVLO），软启，过温保护（OTP），逐周期电流限制（OCP），FB引脚开路和悬空保护，输出短路保护，前沿消隐等，使得芯片具有更高的可靠性。
芯片特性
● CR5218SF内置高耐压 BJT，高性能原边检测PWM功率开关；
● 内置快速启动，自供电，较低BOM成本；
● 多模式效率均衡控制技术，高功率密度封装，较低的IC功耗，SOP-8L封装；
● 四引脚散热；可编程CC/CV模式控制；
● 具有“FB开路、短路保护，逐周期过流保护，过温保护输出过压保护”等多种保护功能；
● 原边反馈，无需光耦和TL431,可调式线损补偿,内置初级电感量补偿功能；
● 适用于小功率AC/DC电源适配器、充电器等。
基本应用
● 小功率电源适配器
● 蜂窝电话充电器
● 圣诞灯、LED驱动器
● 替代线性调整器和RCC
典型应用
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双绕组应用电路
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三绕组应用电路
管脚排列
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管脚描述
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该样机是一款基于CR5218SF设计，全电压实现5V2.1A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>82%；能够满足最严格的能效标准“COC_T2”；全电压可实现±5%的CC/CV输出精度。
样机尺寸W*L*H：30*43mm*18mm，样机的变压器，采用了EF1510加宽磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
02、样机特性
以下 表格为工程样机的主要特性，具体测试方法在第 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。
2.1、输入特性：
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2.2、输出特性(PCB END)：
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2.3、整机参数：
[attach]46192[/attach]
2.4、保护功能测试：
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2.5、工作环境：
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2.6、测试仪器：
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03、样机结构信息
本小节展示了工程样机的电路、版图结构，变压器及艺。
3.1、电路原理图及BOM：
3.1.1、原理图：
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3.1.2、元器件清单：
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3.1.3、PCB 走线：
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顶层布线&布局
[attach]46199[/attach]
底层布线&布局
3.2、变压器绕制工艺：
3.2.1 电路、结构示意图：
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3.2.2 规格参数：
1）骨架：EF1510 磁芯加厚,Ae＝40mm²，槽宽6mm；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）N1、N2、N3: 2UEW 漆包线；N4: 三层绝缘线；
4）磁芯接地Pin5;
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质,宽度6mm 胶带；
6）初级绕组感量Lp：1.1mH（测试条件：0.3V，10kHz）；
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）)；
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求:浸凡立水；
3.2.3、变压器参数:
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04、性能测评
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。
4.1、输入特性：
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。
表1待机功耗
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表2 输出100%负载下的输入特性
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表3效率测试（PCB END）
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表4 能效等级评估
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4.2、输出特性：
4.2.1 线性调整率和负载调整率（PCB端）:
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4.2.2、输出恒流特性：
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4.2.3、输出电压纹波：
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。
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[attach]46209[/attach]
R&N @ AC100V/60Hz,No Load
[attach]46210[/attach]
R&N @ AC100V/60Hz,100% Load
[attach]46211[/attach]
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
[attach]46212[/attach]
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
4.3、保护功能：
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4.3.1、过流保护：
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4.3.2、短路保护：
[attach]46214[/attach]
4.4、系统延时时间测试：
注：AC 端（红色）、VO输出端（蓝色）波形图。
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[attach]46216[/attach]
TON_DELAY @ AC900V，100% Load
[attach]46217[/attach]
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
[attach]46218[/attach]
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
[attach]46219[/attach]
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
4.5、IC温度测试数据：
在40℃环境下，满载输出老化测试结果：单位℃
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4.6、其它重要波形测试：
注：LD （深蓝色）端、CS（浅蓝色）端波形图。
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AC90/60Hz，100% Load
[attach]46222[/attach]
AC115/60Hz，100% Load
[attach]46223[/attach]
AC230/50Hz，100% Load
[attach]46224[/attach]
AC264/50Hz，100% Load
[attach]46225[/attach]
AC264/50Hz， VLD -max
[attach]46226[/attach]
AC264/50Hz, Output CR3006L VVD-VS-max
4.7、EMI测试：
测试条件：
输入：AC120V/50Hz 、AC230V/50Hz；
输出负载：2.4Ω/20W；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
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AC120V/60Hz传导L相
[attach]46228[/attach]
AC120V/60Hz传导N相
[attach]46229[/attach]
AC230V/50Hz传导L相
[attach]46230[/attach]
AC230V/50Hz传导N相
[attach]46231[/attach]
AC120V/60Hz辐射测试
[attach]46232[/attach]
AC230V/50Hz辐射测试
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