7.5W充电器方案全靠这款“全能型”的电源芯片

文章概述

在之前的文章里面，我们给大家介绍了基于思睿达主推的CR6345_V1.0A的充电器样机方案。接下来，将给大家介绍下基于思睿达主推的CR6347_5V1.5A充电器解决方案。

1、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7.5W，恒压输出的充电器样机，控制IC采用了思睿达主推的CR6347。

CR6347_5V1.5A工程样机示意图

CR6347

CR6347是一款高性能原边检测控制的PWM 开关，待机功耗小于75mW。CR6347 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。

CR6347 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。

芯片特性

● CR6347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；

● 超低功耗；

● 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

引脚描述

典型应用

该样机是一款基于CR6347设计的，全电压实现5V1.5A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<68mW；全电压输入时平均效率>80%；能够满足最严格的能效标准“COC_T2”；全电压可实现±3%的CC/CV输出精度。样机尺寸：31*46mm；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EPC17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：

2.2、输出特性(PCB END)：

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：

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：

3.1.2、元器件清单：

3.1.3、PCB布局&布线：

3.2、变压器绕制工艺：

3.2.1、电路示意图：

3.2.2、规格参数：

1）骨架：EPC17 卧式（5+5PIN）,Ae＝22.8mm²；

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:3M900 或同等材质；

6）初级绕组感量Lp：1300uH±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：

3.2.4、变压器结构图：

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1.5KΩ)

表2 输出100%负载下的输入特性

表3效率测试（PCB END）

表4能效等级评估（PCB END）

4.2、输出特性：

4.2.1 线性调整率和负载调整率：

4.2.2、输出恒流特性：

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。

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

 

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

 

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

 

R&N @ AC264V/60Hz,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：

4.4、动态测试：

输出动态负载电流设置为2.4A持续5ms/10ms，然后为0A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：

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

 

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

 

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

 

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

 

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

 

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

4.6、其它重要波形测试：

DRAIN（绿蓝）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，Output Short

5、EMI评估测试

测试条件：输入：AC230V/50Hz；输出负载：3.3Ω/30W；限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）

AC115V/50Hz传导L相

 

AC115V/50Hz传导N相

 

AC230V/50Hz传导L相

 

AC230V/50Hz传导N相

 

AC115V/50Hz辐射测试

 

AC230V/50Hz辐射测试

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。多种方案，欢迎随时交流沟通。

审核编辑：符乾江