本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2021-12-30 16:15 编辑

本文是基于思睿达主推CR5168SK+CR3016的20W智能快速充电器方案，它具有低待机、高效率、多电压输出、智能匹配移动设备、实现快速充电等特性。让我们一起看看这个方案还有什么过人之处吧！

01、样机介绍

该测试报告是基于一个20W智能快速充电器，兼容高通Quick Charge3.0技术，并向下兼容5V快速充电器标准。可根据被充电设备USB信号调节5V/9V/12V输出电压。PWM功率开关采用了思睿达主推的CR5168SK，同步整流芯片为思睿达主推的CR3016，协议芯片为其他家协议芯片。

样机特性

● 多电压输出，智能匹配移动设备，实现快速充电；
● 低待机，高效率。全模式（5V/9V/12V）满足快充能效标准；
● 体积小（48mm*40mm*18mm），成本低；
● 符合EMI标准，EN55022B&EN55013；

AC230V输入待机功耗55mW，平均效率>87.35%，满足能效快充标准；全模式均满足相关EMI测试规范。


该样机方案在同类产品中成本低廉，同时体积大小仅为48mm*40mm*18mm。

关于CR5168SK

CR5168SK是一款采用内置高压功率MOSFET，具有优化的图腾驱动电路以及电流模式PWM控制器，适用于待机功耗<75mW的小功率AC/DC电源适配器、充电器电源。CR5168SK采用PWM+PFM工作模式。在空载和轻载时，电路采用间歇模式，有效的降低了待机功耗。具有“软启动、OCP、SCP、OTP自动恢复”等多种保护功能；由振荡电路产生的频率抖动，可以改善EMI特性。

主要特点

较低的启动电流 (大约3μA)
全电压范围待机低于75mW
满足六级能效标准
内置软启动减少MOSFET应力
CCM+PFM控制模式
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
内建频率抖动功能，降低EMI
内置65kHz开关频率
轻载降低工作频率
VDD电压8.5V至36.5V，工作范围更宽
VDD过压保护功能
内置前沿消隐电路
内置过温保护
过载保护
SOP-8L绿色封装

基本应用

AC/DC适配器
PD电源适配器
充电器
存储设备电源

典型应用


管脚排列


管脚描述


关于CR3016

CR3016是SOP-8封装的一款结构简单同步整流开关，可工作于CCM,DCM 和QR 模式，最高工作频率可达200KHZ，针对5V 输出电源系统进行了专门的优化和设计，内置RDS(ON） 为10mΩ的N沟道MOS，用来替换传统的整流二极管，能有效的提升整机的效率并减少热损耗，提高整机的稳定性和可靠性。

芯片特性：

● 可工作于CCM、DCM和QR模式，外围电路简单；
● 最高工作频率可达200KHZ；
● 内置RDS(ON） 为10mΩ60V的N沟道MOS；

基本应用

AC/DC电源适配器
手机快充充电器

典型应用


引脚分布


引脚描述


02、样机特性

2.1：输入特性


2.2：输出特性


2.3：整机参数


2.4 保护功能测试


2.5：工作环境   


2.6：测试仪器


03、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PCB 版图

（1）电源部分原理图
（2）PD 协议部分原理图
（3）电源部分PCB 版图

（5）电源部分BOM 表


（6）PD 协议部分BOM 表


3.2、变压器绕制工艺

（1）电路示意图

（2）规格参数

1）骨架：EE19W（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线
4）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
5）初级绕组感量Lp：1.0mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
6）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
7）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
8）成品要求:浸凡立
9）PIN6、PIN7、PIN9、PIN10 拔除，PIN2 焊接后剪短。
10）磁芯接地，包绝缘胶带。

（3）变压器参数

（4）变压器结构图

04、性能测评

本小节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。通过在不同的输入电压(从AC90V 到AC264V),输出电压（5V/9V/12V）)和不同负载条件下测试，得到待机功耗、效率及平均效率。

4.1、输入特性


4.2、效率测试(PCB END)


4.3、输出特性

4.3.1、线性调整率和负载调整率

4.3.2、输出电压纹波

注：纹波测试时探头上并联10uF/50V 电解电容和0.1uF/50V CBB 电容，示波器带宽限制为20MHz。


4.4、保护功能

以下涉及过流保护、短路保护的测试。


05、重要波形测试

5.1、MOS-变压器应力：DRAIN 端、CS 端波形图

绿色：DRAIN 端；蓝色：CS 端


5.2、耐压测试


5.3、温升测试

本项测试评估成品样机（含配套塑料外壳）在35℃环境温度下长时间工作时关键器件的稳态温度值。

测试条件：输入电压为90V-264V。


5.4、启动时间


06、EMI 评估测试

6.1--- 5V 满载测试（5V/3A）
6.2--- 9V 满载测试（9V/2.22A）
6.3--- 12V 满载测试（12V/1.67A）

关于思睿达微电子思睿达是专注于ADC、DAC、PoE和DC/DC 芯片级解决方案的高科技企业，目前同步推广启臣微全系列产品，希望将启臣15年在电源行业这份积淀，这份坚持发扬光大。思睿达同时也可以提供芯片级定制服务。

多种方案，欢迎随时交流沟通。思睿达联系人：何工 18923426660，E-mail：manjie@threeda.com，欢迎来电咨询，申请样品。感谢！​​​​