高性价比45W 20V2.25A充电器

随着科技的发展和生活方式的改变，电子产品已经成为我们生活中不可或缺的一部分。从智能手机到平板电脑，从笔记本电脑到无线音响，我们对于电子设备的需求越来越多样化和高度依赖。然而，不同的电子设备往往需要不同的电源适配器来提供正确的电力供应。因此，设计一个优秀的电源适配器方案变得极为重要。

今天要给大家介绍的是基于思睿达主推的CR5865PR45W  20V2.25A充电器方案，能效方面，AC264V输入待机功耗36mW，输出使用外推14mR同步整流MOS，输出20V2.25A PCB端平均效率>91%，能够满足六级能效标准；低纹波，低噪声，符合相关EMI规定.

1、样机介绍

该测试报告是基于能适用于AC100~240V 45W20V2.25A充电器方案，控制 IC采用了思睿达主推的CR5865PR.

 

 

 

 

 

 

                        CR5865PR+CR3015A20V2.25A工程样机示意图

 

 

 

       

CR5865PR芯片

CR5865PR是一款高集成、高性能电流型 氮化镓PWM 控制开关，该控制电路在整个负载范围内都有比较高的转换效率。 CR5865PR内部频率优化实现了优异的EMI效果 ，限制最小工作频率为22kHz，避免工作时产生噪声。CR5865PR提供了完整的保护功能,包括逐周期过流保护(OCP)，过载保护（ OLP）,输入欠压保护,CS短路保护，输出 

二极管短路保护，输出过压保护和 VDD 过压保护。 CR5865PR采用 PDFN5*6封装。

特性：

● CR5865PR是一款内置 E-MODE GaN ,高能效QR+谷底锁定控制模式

绿色节能PWM控制器；

● 内置软驱动减少GaN HEMT应力，内置前沿消隐电路；

● 最高支持230kHz开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI特性，开关频率平滑变化，低噪声设计；

● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、OVP，输出二极管短路保护”等自动恢复保护功能；PDFN5*6封装；

● 电路结构简单、较少的外围元器件，适用于AC/DC高功率密度电源适配器及PD电源。

基本应用

● 高功率密度电源适配器

● PD电源

典型应用:

管脚排列

 

 

 

 

 

 

CR3015A芯片

CR3015A 是针对高性能、低功耗、高效率的离线式反激变换器而优化设计的一 款次级侧简单结构的同步整流控制器，支持 CCM、DCM 和 QR 等多种工作模式。

1 样机介绍：

CR5865PR是一款高集成、高性能电流型 氮化镓PWM 控制开关，该控制电路在整个负载范围内都有比较高的转换效率。样机PCBA尺寸：66*38*24mm,是一款全电压实现20V2.25A输出的电源适配器。AC264V样机待机功耗＜50mW；全电压输入时平均效率>90%；输出接20AWG1.5米线能够满足“COCT2”能效标准。

样机具有良好的动态负载能力,同时具有软启动以及“OCP、SCP、OTP、VDDOVP”等多种保护功能。样机的变压器，采用了EE22加厚加宽磁芯（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。

 

 

 

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： 

（1）电源部分原理图

 

 

 

 

 

 

（2）PCB 图：

                            PCB 顶层布局&布线

                              PCB 底层布局&布线（镜像）

3.2 变压器绕制工艺： 

（1）变压器电性及结构示意图：

                   

                                    

（3）规格参数：

1）骨架：EE22加厚加宽立式（5+2PIN）,Ae＝58.2mm²，槽宽8mm； 

2）材质：TDKPC40或以上磁芯材质； 

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：0.45mH±5%（测试条件：0.25V，10kHz）； 

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=3KV5mA1Min； 

9）成品要求:浸凡立水。

 

 

 

(3)、变压器参数:

3.3 元器件清单：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 性能测评： 

样机性能主要是针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，以下为详细测试方法及结果。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： 

本样机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。

   

 

 

 

4.2 输出特性：

4.2.1 线性调整率和负载调整率 PCB 端：

 

 

 

 

 

 

4.2.2 输出电压纹波及噪音： 

注：纹波及噪音测量时示波器探头并联 10uF/50V 电解电容和 0.1uF/50V CBB 

电容，示波器带宽限制为 20MHz。

纹波噪声波形图：

 

   Fig1 R&N@ AC90V/60Hz, no load             Fig2 R&N@ AC90V/60Hz,100% load

    

Fig3 R&N@ AC264V/50Hz, no load                    Fig4 R&N@ AC264V/50Hz, 100% load

  4.3 保护功能： 

以下测试过流保护、短路保护功能。 

4.3.1 过流保护：

4.3.2 短路保护： 

功率计限流电流为 2.5A

4.3.3 光耦失效测试：

短接光耦 1、2 脚位，模拟光耦失效，AC90V~AC264V 输出电压为 23.6V。

 

 

 

4.3.4 AC 欠压保护测试：

AC 欠压 65V 保护 ，80V 恢复。

4.4 系统延时时间测试： 

注：AC 端（绿色）、VO输出端（蓝色）波形图。

    

 

 

 

4.5 动态测试： 

输出动态负载电流设置为 2.25A 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，PCB 端测试。

4.6 其它重要波形测试： 

初级 MOS_DRAIN（青色）端、CS（蓝色）端波形图：

4.7 系统温升评估测试： 

整机含配套外壳，输出 2.25A，置于 40℃环境中持续工作大于 1 小时，关键 

器件表面的温度基本稳定并记录如下。

4.8 EMI 评估测试： 

测试条件AC115V/230V;输出:20V2.25A;负载类型：水泥电阻 。 

限值标准参考：EN55013、EN55022B

 

 

 

 

 

 

     AC115V/60Hz_传导 L 线               AC115V/60Hz_传导 N 线

       AC230V/50Hz_传导 L 线              AC230V/50Hz_传导 N 线

 

 

 

 

 

 

 

      AC115V/60Hz_辐射                   AC230V/50Hz_辐射