充电从未如此轻松！内置国产芯的5W充电器方案等你来体验

随着科技的不断进步和智能设备的普及，我们生活中有越来越多的电子产品需要频繁充电。然而，充电器的选择却常常成为一个头疼的问题。市场上琳琅满目的充电器品牌和型号令人不知所措。因此，选择一个合适的充电器方案对我们的日常生活和工作具有重要意义。小编今天给大家带来了基于思睿达CR5215SC设计的，全电压实现5V1A输出的充电器方案。

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，恒压恒流输出的充电器样机，控制IC采用了思睿达主推的CR5215SC。

CR5215SC_5V1.0A工程样机示意图

CR5215SC：高精度恒流/恒压原边控制功率开关

CR5215SC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RS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。

CR5215SC针对各种故障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：

● CR5215SC内置700V高压功率BJT，反激式原边检测PWM功率开关；

● 内置软启动，减小BJT的应力，内置斜坡补偿电路；

● 较低的IC功耗；

● 具有QR准谐振导通功能，谷底导通功能优化效率。

● 具有频率抖动功能，使其拥有良好的EMI特性；

● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP自动恢复”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±1.5%；

● 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。

● SOP-7L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

管脚排列

管脚描述

该样机是一款基于CR5215SC设计的，全电压实现5V1A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；无Y电容设计。全电压可实现±5%的CC/CV输出精度。

样机尺寸：L*W*H:33*29*17mm；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：

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：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：2100uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz, N1）； 

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：

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2.4KΩ)

表2 输出100%负载下的输入特性

表3效率测试（PCB END）

4.2 输出特性： 

4.2.1 线性调整率和负载调整率: （PCB 端带 10cm 引线）

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/50Hz，NO LOAD

 

R&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：

4.3.2 短路保护：

4.4 系统延时时间测试： 

注：AC 端(紫色)、VO输出端（蓝色）波形图。

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

 

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

 

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

 

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

 

4.5 其它重要波形测试：

注：Collector（蓝色）端、CS（绿色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

 

AC115/60Hz，100% load

 

AC230/50Hz，100% Load

 

AC264/50Hz，100% load

 

AC264/50Hz， 100% load VC_GND

 

AC264/50Hz，Output Diode

 

4.6 老化温升测试 ℃

05、EMI评估测试

测试条件：

输出负载：5.0Ω/50W；

限值标准参考：EN55013、EN55022B

AC230V/50Hz 传导 N 相

 

AC230V/50Hz 传导 L 相

 

AC120V/50Hz 传导 N 相

 

AC120V/50Hz 传导 L 相

 

AC230V/50Hz 辐射测试

 

AC120V/60Hz 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。

　　审核编辑：汤梓红