本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-27 09:42 编辑



在之前的文章里面,我们给大家介绍了基于思睿达主推的CR6345_V1.0A的充电器样机方案。接下来,将给大家介绍下基于思睿达主推的CR6347_5V1.5A充电器解决方案。

1、样机介绍

该测试报告是基于一个能适用于宽输入电压范围,输出功率7.5W,恒压输出的充电器样机,控制IC采用了思睿达主推的CR6347。

0127b202206230949183810.png
CR6347_5V1.5A工程样机示意图

CR6347

CR6347是一款高性能原边检测控制的PWM 开关,待机功耗小于75mW。CR6347 内部采用了多模式控制的效率均衡技术,用于优化芯片系统待机功耗和提升效率,同时采用了初级电感量补偿技术和内部集成的输出线电压补偿技术,保证了芯片在批量生产过程中CC/CV 输出精度,内置的全电压功率自适应补偿技术保证了系统在全电压范围(90V~264V)内输出恒定的功率。

CR6347 集成了多种功能和保护特性,包括欠压锁定(UVLO),VDD 过压保护(OVP),软启动,过温保护(OTP),逐周期电流限制(OCP),输出过压保护,输出短路保护,内置前沿消隐电路,使得芯片具有更高的可靠性。

芯片特性
● CR6347内置600V高压功率MOSFET,反激式原边检测PWM功率开关;
● 内置软启动,减小MOSFET的应力,内置斜坡补偿电路;
● 超低功耗;
● 具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI特性;
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP自动恢复、OVP锁存”等多种保护功能;
● 原边反馈,无需光耦和TL431,可调式线损补偿,IC基准精度±1%;
● 电路结构简单、较少的外围元器件,适用于小功率AC/DC电源适配器、充电器。

基本应用
● 小功率电源适配器
● 蜂窝电话充电器
● 数码相机充电器
● 电脑和服务器辅助电源
● 替代线性调整器和RCC

引脚分布
66f5a202206230949185697.png

引脚描述
a6123202206230949175641.png

典型应用
aecd5202206230949178296.png

该样机是一款基于CR6347设计的,全电压实现5V1.5A输出的充电器。AC90V满足启动时间的条件下,实现AC264V样机待机功耗<68mW;全电压输入时平均效率>80%;能够满足最严格的能效标准“COC_T2”;全电压可实现±3%的CC/CV输出精度。样机尺寸:31*46mm;样机具有良好的动态负载能力,良好的恒流输出效果;同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、FB开路保护、OTP自动恢复”等多种保护功能。

样机的变压器,采用了EPC17磁芯(PC40材质),变压器绕制工艺部分,请见后文详细说明。

2、样机特性

以下表格为工程样机的主要特性,具体测试方法在第4章节中有详细说明。

2.1、输入特性:
68571202206230949171619.png

2.2、输出特性(PCB END):
a4a48202206230949175511.png

2.3、整机参数:
33533202206230949187218.png

2.4、保护功能测试:
f51ac202206230949181509.png

2.5、工作环境:
c698a202206230949185811.png

2.6、测试仪器:
4b1f3202206230949182063.png

3、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BOM:
3.1.1、原理图:
1c5c020220623094918570.png

3.1.2、元器件清单:
e5b29202206230949187512.png

3.1.3、PCB布局&布线:
47d9b202206230949184741.png

3.2、变压器绕制工艺:

3.2.1、电路示意图:
462db202206230949189041.png

3.2.2、规格参数:
1)骨架:EPC17 卧式(5+5PIN),Ae=22.8mm²;
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
3)N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线;4)N3: 三层绝缘线;
5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;
6)初级绕组感量Lp:1300uH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);
7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件:0.,3 V,10kHz));
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9)成品要求:浸凡立水

3.2.3、变压器参数:
90270202206230949196980.png

3.2.4、变压器结构图:
bb9fb202206230949185013.png

4、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,以下详解了测试方法及结果。从测试结果来看,以下各项测试均合格,能够满足大部分客户的要求。

4.1、输入特性:

本模板经过在不同的输入电压(从90V/60Hz到264V/50Hz)和不同负载条件 (空载和满载)下测试,得到待机功耗、效率及平均效率。
  
表1待机功耗(输出含有假负载1.5KΩ)
2187b202206230949194135.png

表2 输出100%负载下的输入特性
d740d202206230949195173.png

表3效率测试(PCB END)
72dfb202206230949189958.png

表4能效等级评估(PCB END)
97dce202206230949194310.png

4.2、输出特性:
4.2.1 线性调整率和负载调整率:
ad5ec202206230949196818.png

4.2.2、输出恒流特性:
8d61b202206230949197067.png

4.2.3、输出电压纹波:
注:纹波及噪音在PCB端测试,同时PCB端并联0.1uF/50V的瓷片电容和 10uF/50V电解电容,带宽限制为20MHz。
cc9bb202206230949196981.png

8d026202206230949191631.png
R&N @ AC90V/60Hz,No Load

74ec3202206230949195681.png
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load

2595e20220623094920492.png
R&N @ AC264V/60Hz,No Load

7e353202206230949195333.png
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load

4.3、保护功能:
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4.3.1、过流保护:
47c71202206230949192803.png

4.3.2、短路保护:
8a64f202206230949196346.png

4.4、动态测试:
输出动态负载电流设置为2.4A持续5ms/10ms,然后为0A持续5ms/10ms并持续循环,上升/下降设置为3A/uS。
73dab202206230949197292.png

9898d202206230949207424.png
AC90V 5ms

c214a202206230949201062.png
AC90V 10ms

b06ae202206230949203000.png
AC264V 5ms

e16a2202206230949205783.png
AC264V 10ms

4.5、系统延时时间测试:

69b4e202206230949203618.png

49061202206230949201238.png
TON_DELAY @ AC100V,100% Load

4dbdb202206230949206694.png
TON_DELAY @ AC240V,100% Load

b1578202206230949211609.png
THOLD_UP @ AC100V,100% Load

f8eda202206230949202074.png
THOLD_UP @ AC240V,100% Load

9b04b202206230949205754.png
VOVER_SHORT @ AC100V,No Load

7a709202206230949202756.png
VOVER_SHORT @ AC240V,No Load

4.6、其它重要波形测试:

DRAIN(绿蓝)端、CS(蓝色)端波形图:

6cfbb2022062309492131.png
AC90/60Hz,100% load

38fc8202206230949213211.png
AC115/60Hz,100% load

70e60202206230949211413.png
AC230/50Hz,100% Load

f378b202206230949214728.png
AC264/50Hz,100% load

75baa202206230949219513.png
AC264/50Hz,Output Short

5、EMI评估测试

测试条件:输入:AC230V/50Hz;输出负载:3.3Ω/30W;限值标准参考:EN55013、EN55022B。(辐射测试结果仅供参考)
ec04f202206230949213552.png
AC115V/50Hz传导L相

4e307202206230949214916.png
AC115V/50Hz传导N相

7c71120220623094921620.png
AC230V/50Hz传导L相

f32ff202206230949218575.png
AC230V/50Hz传导N相

48885202206230949218057.png
AC115V/50Hz辐射测试

9936f202206230949217760.png
AC230V/50Hz辐射测试