上一篇文章中，我們?yōu)樾』锇閭兘榻B了基于思睿達主推的CR5218SC_5V1.0A_EE13非標DEMO演示。本文，將為大家介紹12W充電器方案，它是一款全電壓實現(xiàn)5V2.4A輸出的充電器。其中，控制IC采用了思睿達主推的CR5215SG+CR40V20RSA。那么，這個方案又有什么特點呢？我們接著往下看。

01、樣機介紹

該測試報告是基于一個能適用于寬輸入電壓范圍，輸出功率12W，恒壓輸出的充電器樣機，控制IC采用了思睿達主推的CR5215SG+CR40V20RSA。

CR5215SG+CR40V20RSA_5V2.4A 工程樣機示意圖

CR5215SG

CR5215SG是一款應用于小功率AC / DC充電器和電源適配器的高性能離線式脈寬調(diào)制控制器。該芯片采用原邊檢測和調(diào)整的拓撲結(jié)構(gòu)，因此在應用時無需TL431 和光耦。芯片內(nèi)置恒流/恒壓兩種控制方式。

在恒流控制時，最大輸出電流和輸出功率可以通過CS 引腳的限流電阻RS 設定。在恒壓控制時，內(nèi)置恒壓采樣電路以及高精度的誤差比較器基準電壓保證了芯片的高性能和高精度。此外，內(nèi)置線損補償電路保證了從空載到滿載條件下輸出電壓精度。芯片還具有極低的靜態(tài)工作電流，芯片待機功耗低于75mW。

CR5215SG針對各種故障設計了一系列完善的保護措施，包括逐周期峰值電流限制、VDD 過壓保護、FB開路保護、輸出短路保護、前沿消隱、過溫保護、電源鉗位和欠壓鎖定功能。在FB上拉電阻開路，F(xiàn)B 下拉電阻短路，輸出二極管開路或者短路，變壓器繞組短路，CS 引腳電阻開路等故障條件下都能有效保護，使得芯片具有更高的可靠性。

芯片特性

● CR5215SG 是內(nèi)置700V 功率三極管，反激式QR 原邊控制PWM 功率開關；

● 內(nèi)置軟啟動，內(nèi)置斜坡補償電路，內(nèi)置過功率補償；

● 較低的IC 功耗；

● 具有頻率抖動功能，使其具有良好的EMI 特性；

● 多模式控制的能效均衡技術，低待機高效率滿足能效要求；

● 具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP、OVP 自動恢復等保護功能；

● 電路結(jié)構(gòu)簡單、較少的外圍元器件，適用于小功率AC / DC 電源適配器、充電器。

基本應用

●小功率電源適配器

●蜂窩電話充電器

●圣誕燈、LED驅(qū)動器

●替代線性調(diào)整器和RCC

典型應用

管腳排列

管腳描述

CR40V30RSA

芯片特性：

● 5V 輸出同步整流芯片，可工作于DCM 和QR 模式；

● 精簡外圍電路；

● 較低的工作電流和較高的系統(tǒng)效率滿足能效要求。

樣機PCBA尺寸：W*L*H=30*41.5*15.4mm，是一款全電壓實現(xiàn)5V2.4A輸出的充電器。AC100V滿足啟動時間的條件下，實現(xiàn)AC264V樣機待機功耗僅為56mW；全電壓輸入時能夠滿足最嚴格的“COC_V5_T2” 能效標準；滿足EMI要求；全電壓可實現(xiàn)5%電壓、電流輸出精度。

樣機具有良好的恒壓、恒流輸出效果；同時具有“軟啟動、輸出短路保護、OCP、SCP、OVP、OTP自動恢復”等多種保護功能。

樣機的變壓器，采用了EF1510加厚磁芯（PC40材質(zhì)）。變壓器繞制工藝部分，請見后文詳細說明。

02、樣機特性

以下表格為工程樣機的主要特性，具體測試方法在第4 章節(jié)中有詳細說明。

2.1、輸入特性：

2.2、輸出特性(PCB END)：

2.3、整機參數(shù)：

2.4、保護功能測試：

2.5、工作環(huán)境：

2.6、測試儀器：

03、樣機結(jié)構(gòu)信息

本小節(jié)展示了工程樣機的電路、版圖結(jié)構(gòu)，變壓器結(jié)構(gòu)及工藝。

3.1、電路原理圖及BOM：

3.1.1 原理圖：

3.1.2、元器件清單：

3.1.3、PCB 布線：

3.2、變壓器繞制工藝：

3.2.1、電路示意圖：

3.2.2、規(guī)格參數(shù)：

1）骨架：EF1510 磁芯加厚,Ae＝40mm2；

2）材質(zhì)：TDK PC40 或同等材質(zhì)；

3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包線；N3: 三層絕緣線；

4）磁芯接地Pin5;

5）絕緣膠帶:3M900 或同等材質(zhì),寬度6mm 膠帶；

6）初級繞組感量Lp：1.0mH±5%（測試條件：0.3V，10kHz）；

7）漏感量LLK：要求控制在初級繞組的5%以內(nèi)(測試條件：0.3 V，10kHz）)；

8）耐壓測試= 3.3KV 5mA 1Min；

9）成品要求:浸凡立水；

3.2.3、變壓器參數(shù):

04、性能測評

本小節(jié)對工程樣機的輸入部分、輸出部分、各種保護以及一些時序進行了測試，以下詳解了測試方法及結(jié)果。從測試結(jié)果來看，以下各項測試均合格，能夠滿足大部分客戶的要求。

4.1、輸入特性：

本模板經(jīng)過在不同的輸入電壓(從90V/60Hz 到264V/50Hz)和不同負載條件（空載和滿載）下測試，得到待機功耗、效率及平均效率。

表1 待機功耗(輸出含有假負載1.8KΩ)

表2 輸出100%負載下的輸入特性

表3 效率測試（PCB END）

4.2、輸出特性：

4.2.1、線性調(diào)整率和負載調(diào)整率：

4.2.2、輸出電壓紋波：

注：紋波及噪音在PCB 端測試，同時PCB 端并聯(lián)0.1uF/50V 的瓷片電容和10uF/50V 電解電容，帶寬限制為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、保護功能：

注：以下涉及過流保護、短路保護的測試。

4.3.1、過流保護：

4.3.2、短路保護：

4.4、動態(tài)測試：

注：輸出動態(tài)負載電流設置為2.4A 持續(xù)5ms/10ms，然后為0A 持續(xù)5ms/10ms 并持續(xù)循環(huán)，上升/下降設置為3A/uS。

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系統(tǒng)延時時間測試：

注：AC 端（綠色）、VO 輸出端（藍色）波形圖。

TON_DELAY@ AC90V，100% Load

TON_DELAY@ AC264V，100% Load

THOLD_UP@ AC90V，100% Load

THOLD_UP@ AC264V，100% Load

VOVER_SHORT@ AC90V，No Load

VOVER_SHORT@ AC264V，No Load

4.6、IC 溫度測試數(shù)據(jù)：

在40℃環(huán)境下，滿載輸出測試結(jié)果

4.7、其它重要波形測試：

注：DRAIN（綠色）端、CS（藍色）端波形圖。

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

AC264/50Hz, Output diode

05、EMI 評估測試

測試條件：

輸入：AC115V/50Hz 、AC230V/50Hz；

輸出負載：2.083Ω/50W；

限值標準參考：EN55013、EN55022B。

AC115V/50Hz 傳導L 相

AC115V/50Hz 傳導N 相

AC115V/50Hz 輻射測試

AC230V/50Hz 傳導L 相

AC230V/50Hz 傳導N 相

AC230V/50Hz 輻射測試

審核編輯 黃昊宇