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这款芯片电路结构简单,可满足最严格能效标准

思睿达小妹妹 来源:思睿达小妹妹 作者:思睿达小妹妹 2022-05-12 16:55 次阅读
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上一篇文章中,我们向大家介绍了基于思睿达主推CR5269SSG_12V1A电源适配器样机方案。本文,我们将给大家带来5V1.0A的充电器样机方案,它的控制IC是采用思睿达主推的CR6345,究竟有什么过人之处?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5W,恒压输出的充电器样机,控制IC采用了思睿达主推的CR6345。

pYYBAGJ8y5yATDMoAAMHUFri_Bw238.pngpoYBAGJ8y52AW2gEAAD1Gx7sR34494.png

CR6345_5V1.0A工程样机示意图

关于CR6345

CR6345是一款高性能原边检测控制的PWM开关,待机功耗小于75mW。CR6345 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。

CR6345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),输出过压保护,输出短路保护,内置前沿消隐电路,使得芯片具有更高的可靠性。

CR6345芯片特性:

● CR6345内置600V高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM功率开关;

● 内置软启动,减小MOSFET的应力,内置斜坡补偿电路;

● 较低的IC功耗;

● 具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI特性;

● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP自动恢复、OVP锁存”等多种保护功能;

● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC基准精度±1%;

● 电路结构简单、较少的外围元器件,适用于小功率AC/DC电源适配器、充电器。

基本应用

●小功率电源适配器

●蜂窝电话充电器

数码相机充电器

电脑和服务器辅助电源

●替代线性调整器和RCC

引脚分布

pYYBAGJ8y56AIxTdAABwj7VKT18204.png

引脚描述

pYYBAGJ8y6CAOoQSAAIT-VGNK9w047.png

典型应用

pYYBAGJ8y6KAUipVAAGlVrmvERw201.png

该样机是一款基于CR6345设计的,全电压实现5V1.0A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。

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。

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。

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 4 章节中有详细说明。

2.1、输入特性:

pYYBAGJ8y6OAEilfAADPdrKuYJM573.png

2.2、输出特性(PCB END):

poYBAGJ80gCAFAMMAAD2WLiaokY796.png

2.3、整机参数:

pYYBAGJ8y6eAYNvrAAKBjup1iYA530.png

2.4、保护功能测试:

poYBAGJ8y6iAJE2JAAGdvHoBQps257.png

2.5、工作环境:

pYYBAGJ8y6mAJ3LFAACRPww5E_A169.png

2.6、测试仪器:

poYBAGJ8y6qAFZTMAAFQIGsTcK8474.png

03、样机结构信息

本小节展示了工程样机的电路、版图结构,变压器结构及工艺。

3.1、电路原理图及 BOM:

3.1.1、原理图:

pYYBAGJ8y6uAJvvWAACr8YYA5OY731.png

3.1.2、元器件清单:

poYBAGJ8y6yAH1ZAAAGTQgdyT7E045.png

3.1.3、PCB 布线:

pYYBAGJ8y62AIcpoAAFejMUVnz8028.pngpoYBAGJ8y66AD18jAAD4dWwaKa4715.pngpYYBAGJ8y6-AczPrAAEHkziPQ-o962.png

3.2、变压器绕制工艺:

3.2.1、电路示意图:

poYBAGJ8y7CAWYjQAACaSgRx7Yk223.png

3.2.2、规格参数:

1)骨架:EE13 立式(5+5PIN),Ae=17.1mm²;

2)材质:TDK PC40 或同等材质;

3)N1、N2、N3:2UEW 漆包线;

4)N4:三层绝缘线;

5)绝缘胶带:3M800 或同等材质;

6)初级绕组感量Lp:1800uH±5%(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= 3KV 5mA 1Min

9)成品要求:浸凡立水

3.2.3、变压器参数:

poYBAGJ8y7GAe0W-AAEv0q4jCdw348.png

3.2.4、变压器结构图

pYYBAGJ8y7OASTOYAAHtGMgpX9g963.png

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(输出含有假负载 2KΩ)

poYBAGJ8y7SAFFwbAAC7eVW8OEI968.png

表 2 输出 100%负载下的输入特性

pYYBAGJ8y7SADC91AAECvV5vhEA013.png

表 3 效率测试(PCB END)

poYBAGJ8y7aATsUhAAEmMswh1as739.png

4.2、输出特性:

4.2.1、线性调整率和负载调整率:

pYYBAGJ8y7eASiSYAAGzbiRRnQ4713.png

4.2.2、输出恒流特性:

poYBAGJ8y7iANExHAAFcf_J0EaQ090.png

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。

pYYBAGJ8y7mAHxjPAACjFnDeHpc106.pngpoYBAGJ8y7qAQmpEAABeT4fKyHM525.png

R&N @ AC90V/60Hz,NO LOAD

pYYBAGJ8y7uAG99HAAB56mwiWqA631.png

R&N @ AC90V/60Hz,100% LOAD

poYBAGJ8y7uAJ_BCAABi6TX1j-0230.png

R&N @ AC264V/50Hz,NO LOAD

pYYBAGJ8y7yABTpHAABy9YU0YLo993.png

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:

pYYBAGJ8y72AQf-mAADb3Tlsad0128.png

4.3.2、短路保护:

pYYBAGJ8y76AQ9PwAACxITIsjSg446.png

4.4、动态测试:

注:输出动态负载电流设置为 1.0A 持续 5ms/10ms,然后为 0A 持续 5ms/10ms 并 持续循环,上升/下降设置为 1A/uS。

poYBAGJ8y7-AMK--AADrRK5fDG4771.pngpYYBAGJ8y7-AMPskAAAvVYE5kNc946.png

AC90V @ 5ms

pYYBAGJ8y8CAMVWmAAAulClQDZE905.png

AC264V @ 5ms

poYBAGJ8y8CALQxaAAArVKwdaMo066.png

AC90V @ 10ms

pYYBAGJ8y8GAQngzAAAstriTtW0190.png

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试:

注:AC 端(绿色)、VO输出端(蓝色)波形图。

pYYBAGJ8y8KAVJ24AACJNyrrNeY189.pngpoYBAGJ8y8KAfMddAACN71I48MI795.png

TON_DELAY@ AC90V,100% Load

poYBAGJ8y8OALmAUAABeq26PVWY975.png

TON_DELAY@ AC264V,100% Load

pYYBAGJ8y8OAL-ZXAAA4n8yzpMs058.png

THOLD_UP@ AC90V,100% Load

pYYBAGJ8y8SAaNwNAAA47twhzRg494.png

THOLD_UP@ AC264V,100% Load

poYBAGJ8y8SAfFG3AAAm4Lb2c_8593.png

VOVER_SHORT@ AC90V,No Load

pYYBAGJ8y8WAaZS8AAAoVOJyGmA925.png

VOVER_SHORT@ AC264V,No Load

4.6、其它重要波形测试:

注:DRAIN(绿色)端、CS(蓝色)端波形图:

poYBAGJ8y8aAFsfVAABDt33Li_Q665.png

AC90/60Hz,100% Load

pYYBAGJ8y8aAaz3JAABDXNNXLFI982.png

AC115/60Hz,100% load

poYBAGJ8y8eAPY1AAABEJnDDHc4528.png

AC230/50Hz,100% Load

pYYBAGJ8y8eAVFJ5AABH2kj_3gM931.png

AC264/50Hz,100% load

poYBAGJ8y8eALzlYAAAi3kj2u7c696.png

AC264/50Hz,Output Short

05、EMI 评估测试

测试条件:输入:AC230V/50Hz;输出负载:2.1Ω/50W;限值标准参考:EN55013、 EN55022B。

pYYBAGJ8y8iADqg7AAEpPwb9oyw108.png

AC230V/50Hz 传导 L 相

poYBAGJ8y8mAbOTkAAErGmHkVyE058.png

AC230V/50Hz 传导 N 相

pYYBAGJ8y8mAATf6AAEIFOh801o003.png

AC230V/50Hz 辐射测试

关于思睿达微电子

思睿达是专注于ADCDACPoE和DC / DC 芯片级解决方案的高科技企业,目前同步推广启臣微全系列产品,希望将启臣15年在电源行业这份积淀,这份坚持发扬光大。思睿达同时也可以提供芯片级定制服务。

审核编辑:符乾江

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