打造理想18W充电器方案 性能优异内置多重保护措施

接下来，我们给大家带来的是基于思睿达主推的CR5269SSJ+CR3018L_12V1.5A电源充电器解决方案。对比之前的电源充电器样机，该样机的特性和结构信息又有什么不同？其能否满足客户的要求呢？一起来揭晓吧！

01、样机介绍

该报告是基于能够适用于宽输入电压范围，输出功率18W，恒压输出的电源充电器样机，控制IC 采用了思睿达主推的CR5269SSJ 和CR3018L。

CR5269SSJ+CR3018L_12V1.5A 工程样机示意图

 

CR5269SSJ

CR5269SSJ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），过载保护（OLP），SENSE引脚悬空保护，GATE端箝位，前沿消隐等。

芯片特性

● CR5269SSJ 是SOP8 封装的新型反激功率开关；

● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；

● 具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；

● 具有良好的动态响应功能；

● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；

● 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；

● 能效满足DOE Ⅵ 和CoC V5_T2 要求，264V 待机<75mW；

基本应用

● 电源适配器

● 开放式电源

● 数码相机和摄像机电源

● 电脑和服务器辅助电源 

● 机顶盒电源

● 掌上电脑电源

引脚分布

引脚描述

典型应用

CR3018L芯片特性：

● CR3018L 同步整流芯片可工作于DCM 模式和QR 模式；

● CR3018L 内置75V 的MOS；

● 较低的工作电流和较高的系统效率，SOP-8L 绿色封装。

样机PCBA尺寸：62.6*33.7mm，是一款全电压实现12V1.5A输出的电源充电器。90VAC满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗仅为66mW；全电压输入时平均效率>87.4%；能够满足最严格的“COC_V5_T2” 能效标准。

样机具有良好的动态负载能力；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。

样机的变压器，采用了EE16+加厚磁芯（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(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：

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：

3.1.2、元器件清单：

3.1.3、PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局走线

 

PCB 底层布局

 

PCB 底层布线走线

 

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：EE16+磁芯加厚,Ae＝38.4mm²；

2）材质：TDK PC40 或同等材质；

3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；

4）磁芯接地Pin5;

5）绝缘胶带:3M900 或同等材质,宽度9mm 胶带；

6）初级绕组感量Lp：1.1mH±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= 3.3KV 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：

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

表2 输出100%负载下的输入特性

表3 效率测试（带22AWG/1.5M 测试）

表4 效率测试（PCB END 测试）

表5 能效等级评估

4.2、输出特性：

4.2.1、线性调整率和负载调整率:

4.2.2、输出电压纹波：

注：纹波及噪声在USB 测试端并联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/50Hz,No Load 

 

R&N @ AC264V/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：

功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。

4.4、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1.5A。

测试样机及配套外壳

4.5、动态测试：

输出动态负载电流设置为1.5A 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 

 

AC264V 5ms

 

AC90V 10ms

 

AC264V 10ms

 

4.6、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

 

4.7、其它重要波形测试：

AC90/60Hz，100% load CS 波形

 

AC264/50Hz，100% load DRAIN 548V

 

AC90/60Hz，输出短路周期1.5S 

 

AC264/50Hz，100% load VD 67.7V

05、EMI评估测试

测试条件：

输入：AC115V/230V-50Hz；输出负载50W8Ω大功率电阻；

限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）

AC115V-传导L 相

 

AC115V-传导N 相

 

AC230V-传导L 相

 

AC230V-传导N 相

 

AC115V-辐射测试

 

AC230V-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。