CR5218SC_5V1A适配器方案，采用效率均衡技术、高功率密度封装

上篇文章，我们介绍了基于思睿达主推的CR3215H 输出18V0.35A参考设计。本文，我们将给大家带来基于思睿达主推的CR5218SC_5V1A 适配器方案，希望对各位工程师有所帮助。

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，恒压输出的工程样机，控制IC 采用了思睿达主推的CR5218SC。

CR5218SC_5V1A 工程样机示意图

 

CR5218SC

CR5218SC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。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。 

CR5218SC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。

主要特点

● 内置快速启动，省启动电阻，内置自供电功能，省供电二极管

● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431

● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出，可编程CC/CV 模式控制

● 采用多模式控制的效率均衡技术

● 内置输出线电压补偿功能

● 内置初级电感量偏差补偿功能

● 内置全电压功率自适应补偿功能

● 内置过温度保护功能

● 内置FB 开路和短路保护功能

● 内置前沿消隐,逐周期过流保护

● 高功率密度封装，四引脚散热

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

双绕组应用电路

 

三绕组应用电路

 

管脚排列

管脚描述

该样机大小57.7mm×29.6mm，AC264V输入待机功耗<75mW，平均效率>73.7%，能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2标准；具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP自动恢复”等多种保护功能；由振荡电路产生的频率抖动，可以改善EMI特性。

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：

2.2、输出特性：

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

2.6、测试仪器

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PCB 版图：

（1）原理图：

（2）PCB 版图：

3.2、变压器绕制工艺：

（1）变压器电性及结构示意图：

（2）规格参数：

1）骨架：EE13 卧式（7PIN）,Ae＝17.1mm²；

2）材质：TDK PC40 或同等材质；

3）初级、反馈: 2UEW 漆包线

4）次级: 三层绝缘线

5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质

6）初级绕组感量Lp：2.0mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；

7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)

8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min

9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：

3.3、元器件清单：

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90VAC 到264VAC)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 、无负载待机功耗(无假负载):

表2、 输出端测试100%载下的输入特性

表3、输出端测试的效率特性:

4.2、输出特性：

注：以下数据均为板端测试；

4.1.2 线性调整率和负载调整率：

表4 线性调整率和负载调整率:

4.2.2、输出电压纹波：

注：纹波及噪音在板端测得，在此线端并联10uF/50V 电解电容和0.1uF/50V CBB 电容，示波器带宽限制为20MHz。

表5 电压纹波测试

纹波噪声波形图：

Fig1 R&N @ AC100V/60Hz,no load

 

Fig2 R&N @ AC100V/60Hz, 100% load

 

Fig3 R&N @ AC240V/50Hz,no load

 

Fig4 R&N @ AC240V/50Hz,100% load

 

4.3、保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：

4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A

4.4、动态测试：

注：输出动态负载电流设置为0.9A 持续5ms/10ms，然后为0.1A 持续5ms/10ms并持续循环，上升/下降设置为3A/uS。

AC90V @ 5ms

 

AC90V @ 10ms

 

AC264V @ 5ms

 

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。

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

 

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

 

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

 

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

 

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

 

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

 

05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

 

AC115/60Hz，100% load

 

AC230/50Hz，100% load

 

AC264/50Hz，100% load

 

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

 

06、温度测试

测试条件：40℃环境下满载测试。

07、EMI 评估测试

测试条件：输入：230VAC50Hz；输出电流：1A；负载类型：电阻；限值标准参考：EN55013、EN55022B。

传导L 线测试 PK+AV

 

传导N 线测试PK+AV

 

辐射测试PK+AV

 

输入：110VAC50Hz；输出电流：1A；负载类型：电阻；限值标准参考：EN55013、EN55022B。

传导L 线测试 PK+AV

 

传导N 线测试PK+AV

 

辐射测试PK+AV

关于思睿达微电子

思睿达是专注于ADC、DAC、PoE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