提升充电效率新选择！22.5W快充方案

随着科技的不断进步，传统的充电器已经无法满足人们对于充电速度和效率的要求。22.5W快速充电器方案作为一种新的充电技术，能够极大地缩短充电时间，为用户带来更加高效快速和便捷的充电体验。 相较于传统的充电器，22.5W快速充电器方案的优势显而易见，它兼容高通Quick Charge3.0技术，并向下兼容5V快速充电器标准。

 

01

样机介绍

 

该测试报告是基于一个22.5W智能快速充电器，兼容高通Quick Charge3.0技术，并向下兼容5V快速充电器标准。可根据被充电设备USB信号调节5V/9V/12V输出电压。PWM功率开关采用了思睿达主推的CR6900SL，同步整流芯片为本公司的CR85V15RSA，协议芯片为其他家协议芯片。AC230V输入待机功耗57mW，平均效率>86%，满足能效快充标准；全模式均满足相关EMI测试规范。CR6900SL+CR85V15RSA_5V4.5A/9V2A/12V1.5A 工程样机效率实测
该样机方案在同类产品中成本低廉，同时体积大小仅为42mm*42mm*18mm。

CR6900SL+CR85V15RSA_5V4.5A/9V2A/12V1.5A 工程样机示意图

样机特性：● 多电压输出，智能匹配移动设备，实现快速充电；● 低待机，高效率。全模式（5V/9V/12V）满足快充能效标准；● 体积小（42mm*42mm*18mm），成本低；● 符合EMI标准，EN55022B&EN55013；

 

关于CR6900SLCR6900SL是一款采用内置高压功率MOSFET，具有优化的图腾驱动电路以及电流模式PWM控制器，适用于待机功耗<75mW的小功率AC/DC电源适配器、充电器电源。CR6900SL采用PWM+PFM工作模式。在空载和轻载时，电路采用间歇模式，有效的降低了待机功耗。具有“软启动、OCP、SCP、OTP自动恢复”等多种保护功能；软启动功能可以减少系统启动时MOSFET的应力，前沿消隐时间简化了系统应用。通过频率抖动和软驱动电路的设计，降低开关噪声，简化了EMI设计，CR6900SL OVP电压高达56V，提供更宽的VDD工作电压范围。CR6900SL提供SOP-8L 的封装。芯片特性：
● CR6900SL是采用内置650V高压功率MOSFET，反激式PWM功率开关；● 内置软启动，减小MOSFET的应力，内置斜坡补偿电路；● 65kHz开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI特性；● 全电压输入范围，低待机功耗<75mW；● 能效满足DOE Ⅵ 和 CoC V5_T2要求● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP自动恢复等保护功能；
基本应用
● AC/DC适配器● PD电源适配器● 充电器● 存储设备电源典型应用
 

管脚排列
 

管脚描述
 

 

关于CR85V15RSACR85V15RSA是SOP-8封装的一款结构简单同步整流开关，可工作于CCM,DCM 和QR模式，最高工作频率可达150KHZ，内置RDS(ON）为15mΩ85V的MOS，用来替换传统的整流二极管，能有效的提升整机的效率并减少热损耗，提高整机的稳定性和可靠性。
芯片特性：
● 可工作于CCM、DCM和QR模式，外围电路简单；● 最高工作频率可达150KHZ；● 内置RDS(ON）为15mΩ85V的MOS；

 

02

样机特性

 

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）电源部分原理图
 

（2）电源部分PCB版图
顶层丝印
顶层布线
底层丝印
底层布线
（3）电源部分BOM表
 

3.2、变压器绕制工艺
（1）电路示意图

（2）规格参数
1） 骨架：EE19W（5+5PIN）,Ae＝46mm²；2） 材质：TDK PC40或同等材质；3） 初级、反馈、屏蔽: 2UEW漆包线；次级: 三层绝缘线4） 绝缘胶带:3M1298或同等材质5） 初级绕组感量Lp：1.0mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；6） 漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)7） 耐压测试=3KV 5mA 1Min8） 成品要求:浸凡立9）PIN6、PIN7、PIN9、PIN10拔除，PIN2焊接后剪短。10）磁芯接地，包绝缘胶带。
（3）变压器参数
（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。通过在不同的输入电压(从AC90V到AC264V),输出电压（5V/9V/12V）)和不同负载条件下测试，得到待机功耗、效率及平均效率。
4.1、输入特性
表4.1 待机功耗
表4.2 100%负载下的输入特性4.2、效率测试
输入功率由功率计自动测量；输出功率=板端电压*测试电流。
表4.3 测试5V 输出的效率特性
表4.4 测试9V 输出的效率特性
表4.5 测试12V 输出的效率特性4.3、输出特性
4.3.1 线性调整率和负载调整率(PCB END)
表4.6 5V 输出的线性调整率和负载调整率
表4.7 9V 输出的线性调整率和负载调整率表4.8 12V 输出的线性调整率和负载调整率
4.3.2 输出电压纹波
注：纹波测试时探头上并联10uF/50V电解电容和0.1uF/50V CBB电容，示波器带宽限制为20MHz。
表4.9 电压纹波测试
Fig4.1 5V 模式 90VAC 空载
Fig4.2 5V 模式 90VAC 满载
Fig4.3 5V 模式 264VAC 空载
Fig4.4 5V 模式 264VAC 满载
Fig4.5 9V 模式 90VAC 空载
Fig4.6 9V 模式 90VAC 满载
Fig4.7 9V 模式 264VAC 空载
Fig4.8 9V 模式 264VAC 满载
Fig4.9 12V 模式 90VAC 空载
Fig4.10 12V 模式 90VAC 满载
Fig4.11 12V 模式 264VAC 空载
Fig4.12 12V 模式 264VAC 满载
4.4、保护功能
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
5V 过流保护
9V 过流保护
12V 过流保护短路保护05

重要波形测试

 

5.1 MOS-变压器应力：DRAIN端、CS端波形图
绿色：DRAIN端；紫色：CS端
Fig5.1 5V 模式 90VAC 满载
Fig5.2 5V 模式 264VAC 满载
Fig5.3 9V 模式 90VAC 满载
Fig5.4 9V 模式 264VAC 满载
Fig5.5 12V 模式 90VAC 满载
Fig5.6 12V 模式 264VAC 满载
5.2、耐压测试
Fig5.7 12V 模式 264VAC U1 电压应力
Fig5.8 12V 模式 264VAC U2 电压应力
5.3、温升测试
本项测试评估成品样机（含配套塑料外壳）在35℃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：输入电压为90V&264V。
5.4、启动时间
Fig5.9 AC100/60Hz，启动时间=1.692S
Fig5.9 AC100/60Hz，延迟时间=8mS
Fig5.10 AC240/50Hz，启动时间=0.78S
Fig5.9 AC100/60Hz，延迟时间=84.4mS
06

EMI评估测试

 

6.1--- 5V 满载测试（5V/4.5A）Fig6.1 5V 满载 115V 传导L线
Fig6.2 5V 满载 115V 传导N线
Fig6.3 5V 满载 115V 辐射
Fig6.4 5V 满载 230V 辐射
Fig6.5 5V 满载 230V 传导L线
Fig6.6 5V 满载 230V 传导N线
6.2--- 9V 满载测试（9V/2A）
Fig6.7 9V 满载 115V 传导L线
Fig6.8 9V 满载 115V 传导N线
Fig6.9 9V 满载 115V 辐射测试
Fig6.10 9V 满载 230V 辐射测试
Fig6.11 9V 满载 230V 传导L线
Fig6.12 9V 满载 230V 传导N线
6.3--- 12V 满载测试（12V/1.5A）
Fig6.13 12V 满载 115V 传导L线
Fig6.14 12V 满载 115V 传导N线
Fig6.15 12V 满载 115V 辐射测试
Fig6.16 12V 满载 230V 辐射测试
Fig6.17 12V 满载 230V 传导L线
Fig6.18 12V 满载 230V 传导N线