隨著移動設備的普及和技術的不斷進步，充電器作為我們日常生活中必不可少的配件之一，也在不斷演進。其中，PD（Power Delivery）充電器作為一種新一代的充電技術，正逐漸受到廣大用戶的關注和喜愛。

PD充電器擁有更高的功率輸出能力和更快的充電速度。與傳統的USB充電器相比，PD充電器可以為電子設備提供更多的電力，從而大大縮短了充電時間。無論是手機、平板還是筆記本電腦，通過使用PD充電器，都可以實現快速、高效的充電體驗。

以下是基于思睿達主推的CR6900ASP+CR3015A_30WPD智能快充方案。該樣機方案在同類產品中成本低廉，可以智能匹配通信設備，實現快速充電。具有低待機，高效率的特性；全模式（5V/9V/12V/15V/20V）滿足快充能效標準。

01、樣機介紹

該測試報告是基于一個能實現寬輸入電壓范圍的30W PD智能快充，可根據被充電設備USB信號調節5V/9V/12V/15V/20V輸出電壓。PWM功率開關采用了思睿達主推的CR6900ASP，同步整流芯片為思睿達主推的CR3015A。

CR6900ASP+CR3015A_30W PD工程樣機示意圖

關于CR6900ASP

CR6900ASP是一款高集成度、低待機功耗的CCM+PFM混合電流模式PWM控制開關。CR6900ASP輕載時會降低頻率，最低頻率22kHz可避免音頻噪聲。

CR6900ASP提供了完整的保護功能，如OCP、OTP、VDD_OVP、UVLO等。軟啟動功能可以減少系統啟動時MOSFET的應力，前沿消隱時間簡化了系統應用。通過頻率抖動和軟驅動電路的設計，降低開關噪聲，簡化了EMI設計，CR6900ASP OVP電壓高達56V，提供更寬的VDD工作電壓范圍。CR6900ASP提供ASOP-6L的封裝。

芯片特性：

●CR6900ASP是內置650V高壓MOSFET的CCM+PFM模式PWM功率開關；

●內建軟啟動減小MOSFET應力，內建同步斜坡補償電路消除次諧波振蕩；

●65kHz開關頻率，具有頻率抖動功能，使其具有良好的EMI特性；

●全電壓輸入范圍，低待機功耗<75mW；

●能效滿足DOE Ⅵ和CoC V5_T2要求；

●較寬的VDD工作電壓范圍（8~54V）便于設計；

●具有“OLP、SCP、OTP、OVP、輸出二極管短路”等自動恢復保護功能。

基本應用：

●AC/DC適配器

●PD電源適配器

●充電器

●存儲設備電源

典型應用

管腳排列

管腳描述

關于CR3015A芯片特性：

●可工作于CCM、DCM和QR模式，外圍電路簡單；

●最高工作頻率可達200kHz；

●外驅MOS，驅動能力強，可靈活應用。

樣機特性：

●多電壓輸出，智能匹配通信設備，實現快速充電；

●低待機，高效率。全模式（5V/9V/12V/15V/20V）滿足快充能效標準；

●符合EMI標準，EN55022B&EN55013。

CR6900ASP是一款采用內置650V高壓功率MOSFET，具有優化的圖騰驅動電路以及寬VDD工作電壓電流模式PWM控制器，適用于待機功耗<75mW的AC/DC電源適配器、充電器電源。CR6900ASP采用CCM+PFM工作模式，整機全負載范圍內都有著較高的轉換效率。在空載時，電路采用間歇模式，有效的降低了待機功耗。內建抖頻功能，具有良好的EMI特性，樣機EMI滿足EN55022B&EN55013標準。

該樣機方案在同類產品中成本低廉，該樣機尺寸為54mm×44mm×22mm，具有“OLP、SCP、OVP、OTP、輸出二極管短路保護”等自動恢復多種保護功能。

樣機的變壓器，采用了RM8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

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PCB版圖：

（1）電源部分原理圖：

（2）PD協議部分原理圖

（3）電源部分PCB版圖：

（4）PD協議部分PCB版圖：

頂層絲印

頂層布線

底層絲印

底層布線

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：RM8 立式（6+2PIN）,Ae＝64mm2；

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:3M1298或同等材質；

6）初級繞組感量Lp：0.68mH±5%（測試條件：0.25V，10kHz）；

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=3KV 5mA 1Min；

9）成品要求:浸凡立水。

(3)、變壓器參數:

3.3、元器件清單：

（1）電源部分BOM表

（2）PD協議部分BOM表

04、性能測評

樣機性能主要是針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，以下為詳細測試方法及結果。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：

本樣機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(輸出5V時)

表2、輸出PCB板端測試100%載下的輸入特性

表3、輸出板端測試的效率特性

4.2、輸出特性：

注：以下數據均為板端測試；

4.2.1 線性調整率和負載調整率：

表4、線性調整率和負載調整

4.2.2 輸出電壓紋波及噪音：

注：紋波及噪音測量時示波器探頭并聯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,5V3A no load

Fig2 R&N@ AC90V/60Hz,5V3A 100% load

Fig3 R&N@ AC264V/50Hz,5V3A no load

Fig4 R&N@ AC264V/50Hz,5V3A 100% load

Fig5 R&N@ AC90V/60Hz,9V3A no load

Fig6 R&N@ AC90V/60Hz,9V3A 100% load

Fig7 R&N@ AC264V/50Hz,9V3A no load

Fig8 R&N@ AC264V/50Hz,9V3A 100% load

Fig9 R&N@ AC90V/60Hz,12V2.5A no load

Fig10 R&N@AC90V/60Hz,12V2.5A 100% load

Fig11 R&N@ AC264V/50Hz,12V2.5A no load

Fig12 R&N@AC264V/50Hz,12V2.5A 100%load

Fig13 R&N@ AC90V/60Hz,15V2A no load

Fig14 R&N@AC90V/60Hz,15V2A 100%load

Fig15 R&N@ AC264V/50Hz,15V2A no load

Fig16R&N@AC264V/50Hz,15V2A 100%load

Fig17 R&N@ AC90V/60Hz,20V1.5A no load

Fig18 R&N@AC90V/60Hz,20V1.5A 100%load

Fig19 R&N@ AC264V/50Hz,20V1.5A no load

Fig20 R&N@AC264V/50Hz,20V1.5A 100%load

4.3、保護功能：

以下測試過流保護、短路保護功能。

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、系統延時時間測試：

注：AC 端（藍色）、VO輸出端（紅色）波形圖。

TON_DELAY @ AC100V，100% Load?

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT?@ AC100V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load

4.5、溫升測試：

本項測試評估成品樣機（含配套塑料外殼）在25℃環境溫度下長時間工作時關鍵器件的穩態溫度值（℃）。測試條件：輸入電壓為90V&264V。

4.6、其它重要波形測試：

DRAIN（紅色）端、CS（藍色）端波形圖：

AC90/60Hz，20V1.5A 100% Load

AC115/60Hz，20V1.5A 100% load

AC230/50Hz，20V1.5A 100% load

AC264/50Hz，20V1.5A 100% load

AC115/60Hz，20V1.5A 100% load 輸出Vds

AC264/50Hz，20V1.5A 100%load 輸出Vds

4.7、EMI評估測試

測試條件：輸入：AC115V/230V；輸出：5V3A/9V3A/12V2.5A/15V2A/20V1.5A；負載類型：水泥電阻，限值標準參考：EN55013、EN55022B

5V3A_AC115V/60Hz_傳導L 線

5V3A_AC115V/60Hz_傳導N 線

5V3A_AC230V/50Hz_傳導L 線

5V3A_AC230V/50Hz_傳導N 線

5V3A_AC115V/60Hz_輻射

5V3A_AC230V/50Hz_輻射

9V3A_AC115V/60Hz_傳導L 線

9V3A_AC115V/60Hz_傳導N 線

9V3A_AC230V/50Hz_傳導L 線

9V3A_AC230V/50Hz_傳導N 線

9V3A_AC115V/60Hz_輻射

9V3A_AC230V/50Hz_輻射

12V2.5A_AC115V/60Hz_傳導L 線

12V2.5A_AC115V/60Hz_傳導N 線

12V2.5A_AC230V/50Hz_傳導L 線

12V2.5A_AC230V/50Hz_傳導N 線

12V2.5A_AC115V/60Hz_輻射

12V2.5A_AC230V/50Hz_輻射

15V2A_AC115V/60Hz_傳導L 線

15V2A_AC115V/60Hz_傳導N 線

15V2A_AC230V/50Hz_傳導L 線

15V2A_AC230V/50Hz_傳導N 線

15V2A_AC115V/60Hz_輻射

15V2A_AC230V/50Hz_輻射

20V1.5A_AC115V/60Hz_傳導L 線

20V1.5A_AC115V/60Hz_傳導N 線

20V1.5A_AC230V/50Hz_傳導L 線

20V1.5A_AC230V/50Hz_傳導N 線

20V1.5A_AC115V/60Hz_輻射

20V1.5A_AC230V/50Hz_輻射

審核編輯 黃宇