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CR5216SG国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出

2022-8-1 10:04| 发布者: 闪电| 查看: 1| 评论: 0

摘要: 本文,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、样机介绍该测试报告基于宽输入电压范围的输出为功率12W恒压 ...

本文,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。

pYYBAGLYswWAOXSRAAfDV1UfnNA975.png

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

poYBAGLYswWABMmlAAB0ndR-xAg010.png

管脚排列

poYBAGLYswaAQDrOAAA7uq3KZok882.png

管脚描述

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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:

poYBAGLYsweAaQygAABmOAnXUzQ867.png

2.2、输出特性(Line END):

pYYBAGLYsweAWfWwAABxkLrVUtA860.png

2.3、整机参数:

poYBAGLYsweASCi5AAEdOp2q7Lg411.png

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:

pYYBAGLYswmAYfJsAAC3MKY23IE761.png

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:

pYYBAGLYswqADf7cAAGby61lsxc117.png

3.1.2、元器件清单:

poYBAGLYswqAdpSxAAGkZzTmzIM886.png

3.1.3、PCB布线

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PCB顶层布局

poYBAGLYsxGACVT6AAZIU8HTuKk677.png

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:

pYYBAGLYsxGADCH9AAAzMf8gfnc516.png

poYBAGLYsxKAJoRKAADyTa4kLcY046.png

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:

poYBAGLYsxKAPYq5AAE9jDHTo5c634.png

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)

pYYBAGLYsxKAGfkdAACgX3_4J9I640.png

表2、输出100%负载下的输入特性

pYYBAGLYsxOAKZswAADYF_H2RcU385.png

表3、效率测试(PCB END)

poYBAGLYsxSAI4s2AAEWwTb5UHU926.png

表4、效率测试(输出24AWG 1.5M)

poYBAGLYsxSAOdQwAAEQw0UBofc882.png

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):

pYYBAGLYsxWAPmE4AAJoNgQaU-c361.png

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。

poYBAGLYsxWALVWwAACTrMNgcaA574.png

pYYBAGLYsxeAQdPeAAQDSx78424969.png

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

poYBAGLYsxuAZuDPAAUChnbiAY8499.png

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

poYBAGLYsx2AaiA8AAPaZO249XY069.png

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

pYYBAGLYsyCAFQxzAAR5x7NXUb8812.png

R&N @ AC264V/50Hz,100% Load

4.2.3、输出恒流特性:

poYBAGLYsyGAZ2_wAACaiw7r8co763.png

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:

pYYBAGLYsyGAJPSKAABGqEkrQUg559.png

4.3.2、短路保护:

poYBAGLYsyKAbwSQAABHGZxlzDs804.png

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。

pYYBAGLYsyKAZHyOAABzqhvcNi0256.png

pYYBAGLYsyWALMI3AAP27-BHXhM471.png

AC90V @ 5ms

poYBAGLYsyiAZbvAAASS4B9avxQ275.png

AC90V @ 10ms

poYBAGLYsyqAbkmGAAPyDbJeu2g055.png

AC264V @ 5ms

pYYBAGLYsyyAXNqoAASO5ljgUU0148.png

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。

pYYBAGLYsy6AI8_gAAX-nnJWpI0806.png

TON_DELAY@ AC100V,100% Load

pYYBAGLYszOAZIelAAm2DIBpaN8717.png

TON_DELAY@ AC240V,100% Load

poYBAGLYszWAaRVXAAVPRxoEw6I249.png

THOLD_UP@ AC100V,100% Load

poYBAGLYsziAepVwAAY48yZixIk555.png

THOLD_UP@ AC240V,100% Load

poYBAGLYszuAEI_DAAQUl2e5v8E748.png

VOVER_SHOOT@ AC100V,No Load

pYYBAGLYszyAQFE6AAQYT7IrtXY653.png

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。

poYBAGLYsz6AXfW8AAVVeUoL2Cw360.png

AC90/60Hz,100% Load

pYYBAGLYs0CAfOvRAAUp32-4HBs898.png

AC115/60Hz,100% load

poYBAGLYs0OAMDqwAAX6pCUosrI048.png

AC230/50Hz,100% Load

pYYBAGLYs0eAfIVIAAZWIn4p51Q354.png

AC264/50Hz,100% load

poYBAGLYs0mAdNj4AATf4Xl3OFg457.png

AC264/50Hz,Output Short

poYBAGLYs0yAPj2pAAVGtHcntJQ898.png

AC264/50Hz 输出肖特基电压

4.7、系统温升测试


路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋

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