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摆脱“电量焦虑”!多重安全防护的5W充电器方案助您安心畅玩~

思睿达小妹妹 来源:思睿达 作者:思睿达 2024-03-12 09:37 次阅读

在当今快节奏的生活中,充电器已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。无论是手机、平板还是笔记本电脑,我们都需要便捷、高效的充电方案来满足日益增长的电力需求。在这样的背景下,基于思睿达主推的CR6245_5W充电器方案应运而生,为用户提供了一种全新的充电体验。在这篇文章中,我们将深入探讨CR6245_5W充电器方案的各个方面,从其特性、结构信息、性能测评再到EMI评估测试,带您领略充电技术的最新进展。

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CR6245。

wKgaomXvsc2AD5x2ABCBSF8-VK8849.pngCR6245_5V1.0A工程样机示意图

CR6245产品

CR6245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。

CR6245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。

主要特点

●CR6245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

数码电源充电器

●电脑和服务器辅助电源

●替代线性调整器和RCC

引脚分布

wKgZomXvsc6ABn2_AABSyKJS970409.png

引脚描述

wKgaomXvsc6AKHPxAAElh2cwrNc805.png

典型应用

wKgZomXvsc6AEnfHAAEJ7nYMCnE141.png

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。

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:

wKgaomXvsc-AFzRdAADZ3xA0muI298.png

2.2、输出特性(PCB END):

wKgZomXvsc-AGybNAADzq5s9EpU959.png

2.3、整机参数

wKgaomXvsc-AeA5WAAKtt_S_Fe4203.png

2.4、保护功能测试:

wKgZomXvsc-APLX0AAHFpKxrjz0140.png

2.5、工作环境:

wKgaomXvsdCAV05ZAACaur4Aa_Q282.png

2.6、测试仪器:

wKgZomXvsdCALYVOAAFxAnPSAqI750.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:

wKgaomXvsdCAdwzqAADg4Tieiss524.png

3.1.2、元器件清单:

wKgZomXvsdCAYbj6AAHn3yEPo-c780.png

3.1.3 PCB布线:

wKgaomXvsdGAQPE1AAF0eL6MGRs716.pngwKgZomXvsdKAfPmrAAEN1AOdK2M953.pngwKgaomXvsdKAAU_6AAELUXXx9dg171.png

3.2、变压器绕制工艺:

3.2.1 电路示意图:

wKgZomXvsdKAQrpDAABfNdcO_pE602.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:0.3V,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:

wKgaomXvsdOATmegAAFnD7cO7lg516.png

3.2.4 变压器结构图:

wKgZomXvsdOAHuWdAAGgQhGY-mA972.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)

wKgaomXvsdOAXWFsAACq10V9a3g810.png

表 2 输出100%负载下的输入特性

wKgZomXvsdOATY3JAADnthw3Q18554.png

表 3 效率测试(PCB END)

wKgaomXvsdSAbGjVAAENVBEk2sk156.png

4.2、输出特性:

4.2.1 线性调整率和负载调整率:

wKgZomXvsdSAaMaYAAG0JoKDRkw766.png

4.2.2 输出恒流特性:

wKgaomXvsdSAZ3bKAAC0NNDoWB4172.jpg

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。

wKgZomXvsdWAGAqEAAC0Gjl4bE0717.pngwKgaomXvsdWAfjEhAACdZYysUFA025.pngR&N @ AC90V/60Hz,NO LOAD

wKgZomXvsdWAeVRjAADWEAYaxeg870.pngR&N @ AC90V/60Hz,100% LOAD

wKgaomXvsdWAcWBkAACg_xkz1T0886.pngR&N @ AC264V/50Hz,NO LOAD

wKgZomXvsdaAP05VAADAqY5_qHs935.pngR&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:

wKgaomXvsdaAdU9NAAB1s0iXj4k756.png

4.3.2 短路保护:

wKgZomXvsdaAS39-AABX_-aD5uw171.png

4.4 系统延时时间测试:

注:AC端(绿色)、VO输出端(蓝色)波形图。

wKgaomXvsdaAFfEyAACKvttAr-w280.pngwKgZomXvsdeAFUUXAAD8-TFfqqU828.pngTON_DELAY @ AC90V,100% Load

wKgaomXvsdeAKldOAACfzSbkEDg958.pngTON_DELAY @ AC264V,100% Load

wKgZomXvsdeAX4GyAABjHFnKepg195.pngTHOLD_UP @ AC90V,100% Load

wKgaomXvsdeAb2lcAABZU5Dkibk941.pngTHOLD_UP @ AC264V,100% Load

wKgZomXvsdiAMygCAAA_qKg9KZU182.pngVOVER_SHORT @ AC90V,No Load

wKgaomXvsdiAVcOxAABE7S3jjNc852.pngVOVER_SHORT @ AC264V,No Load

4.5、其它重要波形测试:

注:DRAIN(绿色)端、CS(蓝色)端波形图:

wKgZomXvsdiAC5cpAABuMgQpx9E293.pngAC90/60Hz,100% Load

wKgaomXvsdiAU4NKAABqKkHPErM085.pngAC115/60Hz,100% load

wKgZomXvsdmAM3HVAABrblKsjhg241.pngAC230/50Hz,100% Load

wKgaomXvsdmATa-4AAB239avAxA291.pngAC264/50Hz,100% load

wKgZomXvsdmAJvqeAAA1sbsQeVc908.pngAC264/50Hz,Output Short

05、EMI评估测试

测试条件:

输入:AC230V/50Hz;

输出负载:5.0Ω/50W;

限值标准参考:EN55013、EN55022B。

wKgaomXvsdmAXSqUAAE8MnCa-Nc381.jpgAC230V/50Hz 传导 L 相

wKgZomXvsdqAHdiyAAE-1H436mU160.jpgAC230V/50Hz 传导 N 相

wKgaomXvsdqANJh6AAEZbxbrhI8109.jpgAC230V/50Hz 辐射测试

关于思睿达微电子

思睿达微电子是专注于ADCDACPoEDC/DC和医用雾化芯片级解决方案的国家高新技术企业,目前同步推广启臣微全系列产品,希望将启臣在电源行业18年的积淀与坚持发扬光大。思睿达同时也可以提供芯片级定制服务,一“芯”为用户的安全和可靠。

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