提高電源適配器設計效率與可靠性的小秘訣在這~
在上一篇文章中，我們介紹了基于思睿達主推CR6348的12W電源適配器方案。本文，我們將介紹基于思睿達主推CR52177SC的5WUSB 電源適配器方案。究竟有什么強大之處呢？一起來揭曉吧！
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5W，恒壓恒流輸出的USB 電源適配器樣機，控制IC采用了思睿達公司的CR52177SC。
關于CR52177SC
CR52177SC是一款外圍應用電路極度簡化的高性能原邊檢測控制的PWM 開關，具有快速啟動功能，啟動時間更短。CR52177SC內部采用了多模式控制的效率均衡技術，用于減少芯片系統待機功耗和提升效率，同時采用了初級電感量補償技術和內部集成的輸出線電壓補償技術，保證了芯片在批量生產過程中CC/CV 輸出精度，內置的全電壓功率自適應補償技術保證了系統在全電壓范圍（90V~264V）內輸出恒定的功率。可以工作在雙繞組和三繞組應用系統下，自供電功能保證芯片能夠在任何條件下正常工作，極簡的外圍應用仍然能夠保證電源系統的穩定可靠工作。CR52177SC集成了多種功能和保護特性，包括欠壓鎖定（UVLO），軟啟，過溫保護（OTP），逐周期電流限制（OCP），FB 引腳開路和懸空保護，輸出短路保護，前沿消隱等，使得芯片具有更高的可靠性。1、主要特點
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極簡外圍應用電路
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內置快速啟動，省啟動電阻
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內置自供電功能，省供電二極管
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省FB端下偏電阻
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原邊檢測拓撲結構，無需光耦和TL431
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全電壓范圍內高精度恒壓和恒流輸出
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采用多模式控制的效率均衡技術
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內置輸出線電壓補償功能
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內置初級電感量偏差補償功能
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內置全電壓功率自適應補償功能
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內置過溫度保護功能
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內置FB開路和短路保護功能
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內置前沿消隱
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逐周期過流保護
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SOP-7L綠色封裝
2、基本應用
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小功率電源適配器
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蜂窩電話充電器
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圣誕燈、LED驅動器
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替代線性調整器和RCC
3、典型應用
?
4、管腳排列
5、管腳描述
6、應用范圍
*實際最大功率必須保證足夠的集電極散熱面積，測試條件40℃環境溫度。
該樣機是一款基于CR52177SC設計的，全電壓實現5V1A輸出的USB電源充電器。設計緊湊，體積小，成本低，效率高，性能好。PCBA尺寸僅為：33*29*17mm；樣機在AC90V滿足啟動時間的條件下，實現AC264V待機功耗<64mW；典型平均效率75%；能夠滿足最嚴格的能效標準“COC_T2”；全電壓可實現±3%的CC/CV輸出精度；具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP自動恢復”等多種保護功能。樣機的變壓器，采用了EE13磁芯（PC40材質），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：
?2.4、保護功能測試：
?2.5、工作環境：
2.6、測試儀器：
?03
樣機結構信息
本小節展示了工程樣機的電路、版圖結構，變壓器結構及工藝。3.1、電路原理圖及BOM：3.1.1、原理圖：
?3.1.2、元器件清單：
PCB 頂層布局
PCB 底層布局&布線3.2、變壓器繞制工藝：3.2.1、電路示意圖：
?3.2.2、規格參數：1）骨架：EE13（5+5PIN）,Ae＝17.1mm2；2）磁芯材質：TDK PC40 或同等材質；3）N1、N2、N3: 2UEW 漆包線；N4: 三層絕緣線，出線加黑/白特氟龍套管（A 白/B 黑）4）絕緣膠帶:3M900 或同等材質；5）磁芯中柱開氣隙，初級感量Lp：2000uH±5%（測試條件：0.3V，10kHz）；6）漏感量LLK：要求控制在初級繞組的5%以內(測試條件：0.3V，10kHz）)；7）耐壓測試= 3KV 5mA 1Min8）成品要求：真空含浸3.2.3、變壓器參數：
?3.2.4 變壓器結構圖：
??04
性能測評
本小節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果。從測試結果來看，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：本模板經過在不同的輸入電壓(從90V/60Hz 到264V/50Hz)和不同負載條件下測試，得到待機功耗、效率及平均效率。表1：待機功耗
?表2：輸出100%負載下的輸入特性
?表3：效率測試（PCB END）
?表4：效率測試（USB END）
?表5：能效等級評估（PCB END）
?4.2、輸出特性：4.2.1、線性調整率和負載調整率：
?4.2.2、輸出恒流特性：
?4.2.3、輸出電壓紋波&噪聲：注：紋波及噪聲在USB 端測試，同時測試端口并聯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% Load4.3、保護功能：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、溫升測試：40 攝氏度恒溫箱滿載極限溫升測試被測樣機加裝專用塑料外殼后，至于密閉塑料容器內，測試樣機IC，變壓器，肖特基二極管溫度。以下溫度為平衡后的溫度。
?4.5、動態測試：輸出動態負載電流設置為0.9A 持續5ms/10ms，然后為0.1A 持續5ms/10ms并持續循環，上升/下降設置為3A/uS。
?
AC90V 5ms
AC90V 10ms
AC264V 5ms
AC264V 10ms4.6、系統延時時間測試：
?
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
THOLD_UP @ AC240V，100% Load4.7、其它重要波形測試：
AC264V/50Hz，100% Load, DRAIN 端592V
AC264V/50Hz，100% load, 肖特基32.2V05
EMI評估測試
測試條件：輸入：AC115V/230V；輸出負載：5Ω/50W；限值標準參考：EN55013、EN55022B。（輻射測試結果僅供參考）
AC115V 傳導L 相
AC115V 傳導N 相
AC230V 傳導L 相
AC230V 傳導N 相
AC115V 輻射測試
AC230V 輻射測試
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