隨著移動設備的普及和多樣化,消費者對充電需求不斷增加。為了滿足用戶對充電效率和成本的需求,我們將介紹一份基于思睿達主推的CR52178SF_5V2A充電器解決方案,該方案AC264V輸入待機功耗<75mW,平均效率>73.7%,能夠滿足“能源之星V2.0 VI級能效”與歐洲COCT2標準,以下是方案的具體內容。
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10W,恒壓輸出的工程樣機,控制 IC 采用了思睿達主推的CR52178SF。
CR52178SF_5V2A 工程樣機示意圖
CR52178SF 芯片
CR52178SF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。CR52178SF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。
CR52178SF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。
主要特點
● 內置快速啟動省啟動電阻,省 FB 下偏電阻,自供電省供電二極管
● 原邊檢測拓撲結構,無需光耦和 TL431
● 全電壓范圍內高精度恒壓和恒流輸出,可編程 CC/CV 模式控制
● 內置輸出線電壓補償功能
● 內置初級電感量偏差補償功能
● 內置全電壓功率自適應補償功能
● 內置過溫度保護功能
● 內置 FB 開路和短路保護功能
● 內置前沿消隱,逐周期過流保護
● 高功率密度封裝,四引腳散熱
基本應用
●電源適配器
●蜂窩電話充電器
●LED驅動器
●替代線性調整器和RCC
典型應用
雙繞組應用電路
三繞組應用電路
管腳排列
SOP-8L管腳描述
該樣機大小41.4mm×31.9mm,AC264V輸入待機功耗<75mW,平均效率>73.7%,能夠滿足“能源之星V2.0 VI級能效”與歐洲COCT2標準;具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP、OVP自動恢復”等多種保護功能;由振蕩電路產生的頻率抖動,可以改善EMI特性。
樣機的變壓器,采用了EE1510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:
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。
(1) 原理圖:
(2) PCB 布局圖:
3.2 變壓器繞制工藝:
(1)變壓器電性及結構示意圖:
(2)規格參數:
1)骨架:EF1510 臥式(7PIN),Ae=38mm2;
2)材質:TDK PC40 或同等材質;
3)初級、反饋: 2UEW 漆包線
4)次級: 三層絕緣線
5)絕緣膠帶:3M 1298 或同等材質
6)初級繞組感量Lp:1.4mH±5%(測試條件:0.25V,1kHz);
7)漏感量LLK:要求控制在初級繞組的5%以內(測試條件:0.25V,10kHz))
8)耐壓測試= 3785V 5mA 3Min
9)成品要求:浸凡立水抽真空
(3)、變壓器參數:
3.3 元器件清單:
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90VAC到264VAC)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 、無負載待機功耗:
表2、 輸出端測試100%載下的輸入特性
表3、輸出端測試的效率特性:
4.2 輸出特性:
注:以下數據均為板端測試;
4.1.2 線性調整率和負載調整率:
表4 線性調整率和負載調整率:
4.2.2 輸出電壓紋波:
注:紋波及噪音在板端測得,在此線端并聯10uF/50V電解電容和0.1uF/50V CBB電容,示波器帶寬限制為20MHz。
表5 電壓紋波測試
紋波噪聲波形圖:
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:功率計限流電流為2.5A
4.4 動態測試:
注:輸出動態負載電流設置為1.8A持續5ms/10ms,然后為0.2A持續5ms/10ms并持續循環,上升/下降設置為1A/uS。
AC90V @ 5ms
AC90V @ 10ms
AC264V @ 5ms
AC264V @ 10ms
4.5 系統延時時間測試:
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
05
其它重要波形測試
DRAIN(綠)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,100%load 輸出二極管 Vds
06
溫度測試
測試條件:40℃環境下滿載測試。
07
EMI評估測試
測試條件:
輸入:230VAC50Hz 輸出電流:2A 負載類型:電阻 限值標準參考:EN55013、EN55022B
傳導 L 線測試 PK+AV
傳導 N 線測試 PK+AV
輻射測試 PK+AV輸入:115VAC50Hz 輸出電流:2A 負載類型:電阻 限值標準參考:EN55013、EN55022B
傳導 L 線測試 PK+AV
傳導 N 線測試 PK+AV
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