CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,第1张

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?

1、样机介绍

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。

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYswWAOXSRAAfDV1UfnNA975.png,第2张CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

 

CR5216SG

CR5216SG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。

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。

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。

芯片特性

● 低启动电流

● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%

● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

● 动态负载响应功能

● 可编程CC/CV模式控制

● 高能效QR控制模式

● 内置初级电感量偏差补偿功能

● 内置输出线电压补偿功功能

● 内置全电压功率自适应补偿功能

● 无音频噪音控制技术

● VDD端过压、欠压保护功能

● VDD端钳位电路

● 内置输出过压保护功能

● 内置FB开路、短路保护功能

● 内置输出二极管开路、短路保护功能

● 内置前沿消隐电路

● 逐周期电流限制

● 过载保护功能

● 过温保护功能

● SOP-8L绿色封装

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

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYswWABMmlAAB0ndR-xAg010.png,第3张

管脚排列

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYswaAQDrOAAA7uq3KZok882.png,第4张

管脚描述

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYswaABp2KAAGJg6JDE2w077.png,第5张

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。

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。

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。

2、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:

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsweAaQygAABmOAnXUzQ867.png,第6张

2.2、输出特性(Line END):

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYsweAWfWwAABxkLrVUtA860.png,第7张

2.3、整机参数:

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsweASCi5AAEdOp2q7Lg411.png,第8张

2.4、保护功能测试:

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYswiAKG-NAADSIq3tTWM303.png,第9张

2.5、工作环境:

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYswiALTGrAABQmA7RIkg438.png,第10张

2.6、测试仪器:

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYswmAYfJsAAC3MKY23IE761.png,第11张 3、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:

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYswqADf7cAAGby61lsxc117.png,第12张

3.1.2、元器件清单:

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYswqAdpSxAAGkZzTmzIM886.png,第13张

3.1.3、PCB布线

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsw2AD8GwAAUSnPIOJ44449.png,第14张PCB顶层布局

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsxGACVT6AAZIU8HTuKk677.png,第15张PCB底层走线

 

3.2、变压器绕制工艺:

3.2.1、变压器电路示意图及结构图:

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYsxGADCH9AAAzMf8gfnc516.png,第16张CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsxKAJoRKAADyTa4kLcY046.png,第17张

3.2.2、规格参数:

1)骨架:EE16加宽立式(5+5PIN),Ae=38mm²;

2)材质:TDK PC40或同等材质;

3)N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线;

4)N3:三层绝缘线;

5)绝缘胶带:3M1298或同等材质;

6)初级绕组感量Lp:1.25mH±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:0.3V,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:

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsxKAPYq5AAE9jDHTo5c634.png,第18张 4、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9.1KΩ)

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYsxKAGfkdAACgX3_4J9I640.png,第19张

表2、输出100%负载下的输入特性

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYsxOAKZswAADYF_H2RcU385.png,第20张

表3、效率测试(PCB END)

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsxSAI4s2AAEWwTb5UHU926.png,第21张

表4、效率测试(输出24AWG 1.5M)

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsxSAOdQwAAEQw0UBofc882.png,第22张

4.2、输出特性:

4.2.1、线性调整率和负载调整率(输出24AWG 1.5M):

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYsxWAPmE4AAJoNgQaU-c361.png,第23张

4.2.2、输出电压纹波:

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。

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsxWALVWwAACTrMNgcaA574.png,第24张CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYsxeAQdPeAAQDSx78424969.png,第25张R&N @ AC90V/60Hz,No Load

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsxuAZuDPAAUChnbiAY8499.png,第26张R&N @ AC90V/60Hz,100% Load

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsx2AaiA8AAPaZO249XY069.png,第27张R&N @ AC264V/50Hz,No Load

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYsyCAFQxzAAR5x7NXUb8812.png,第28张R&N @ AC264V/50Hz,100% Load

 

4.2.3、输出恒流特性:

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsyGAZ2_wAACaiw7r8co763.png,第29张

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:

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYsyGAJPSKAABGqEkrQUg559.png,第30张

4.3.2、短路保护:

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsyKAbwSQAABHGZxlzDs804.png,第31张

4.4、动态测试:

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。

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYsyKAZHyOAABzqhvcNi0256.png,第32张CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYsyWALMI3AAP27-BHXhM471.png,第33张AC90V @ 5ms

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsyiAZbvAAASS4B9avxQ275.png,第34张AC90V @ 10ms

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsyqAbkmGAAPyDbJeu2g055.png,第35张AC264V @ 5ms

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYsyyAXNqoAASO5ljgUU0148.png,第36张AC264V @ 10ms

 

4.5、系统延时时间测试:

注:AC端(蓝色)、VO输出端(红色)波形图。

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYsy6AI8_gAAX-nnJWpI0806.png,第37张TON_DELAY @ AC100V,100% Load

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYszOAZIelAAm2DIBpaN8717.png,第38张TON_DELAY @ AC240V,100% Load

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYszWAaRVXAAVPRxoEw6I249.png,第39张THOLD_UP @ AC100V,100% Load

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsziAepVwAAY48yZixIk555.png,第40张THOLD_UP @ AC240V,100% Load

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYszuAEI_DAAQUl2e5v8E748.png,第41张VOVER_SHOOT @ AC100V,No Load

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYszyAQFE6AAQYT7IrtXY653.png,第42张VOVER_SHOOT @ AC240V,No Load‍

 

4.6、其它重要波形测试:

注:DRAIN(蓝色)端、CS(红色)端波形图。

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYsz6AXfW8AAVVeUoL2Cw360.png,第43张AC90/60Hz,100% Load

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYs0CAfOvRAAUp32-4HBs898.png,第44张AC115/60Hz,100% load

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYs0OAMDqwAAX6pCUosrI048.png,第45张AC230/50Hz,100% Load 

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYs0eAfIVIAAZWIn4p51Q354.png,第46张AC264/50Hz,100% load

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYs0mAdNj4AATf4Xl3OFg457.png,第47张AC264/50Hz,Output Short

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYs0yAPj2pAAVGtHcntJQ898.png,第48张AC264/50Hz 输出肖特基电压

4.7、系统温升测试

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。

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYs06ACNGkAAIImf_YFug065.png,第49张

测试样机及配套外壳

温升测试:(℃)

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYs0-ARTjyAACbChnjr6M461.png,第50张 5、EMI 评估测试

测试条件:

输入:AC230V/50Hz;

输出负载:12Ω/50W;

限值标准参考:EN55013、EN55022B。

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYs1KAY3QuAAY5aJcRSHo157.png,第51张AC230V/50Hz 传导L 相

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,pYYBAGLYs1SAVfsJAAWsU6ADlbM497.png,第52张AC230V/50Hz 传导N 相

 

CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出,poYBAGLYs1eAIsGmAAUWOfTmxgI550.png,第53张AC230V/50Hz 辐射测试

 

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原文地址: http://outofmemory.cn/dianzi/2419164.html

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