7.5W充電器方案全靠這款“全能型”的電源芯片

文章概述

在之前的文章里面，我們給大家介紹了基于思睿達(dá)主推的CR6345_V1.0A的充電器樣機(jī)方案。接下來，將給大家介紹下基于思睿達(dá)主推的CR6347_5V1.5A充電器解決方案。

1、樣機(jī)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7.5W，恒壓輸出的充電器樣機(jī)，控制IC采用了思睿達(dá)主推的CR6347。

CR6347_5V1.5A工程樣機(jī)示意圖

CR6347

CR6347是一款高性能原邊檢測控制的PWM 開關(guān)，待機(jī)功耗小于75mW。CR6347 內(nèi)部采用了多模式控制的效率均衡技術(shù)，用于優(yōu)化芯片系統(tǒng)待機(jī)功耗和提升效率，同時采用了初級電感量補(bǔ)償技術(shù)和內(nèi)部集成的輸出線電壓補(bǔ)償技術(shù)，保證了芯片在批量生產(chǎn)過程中CC/CV 輸出精度，內(nèi)置的全電壓功率自適應(yīng)補(bǔ)償技術(shù)保證了系統(tǒng)在全電壓范圍（90V~264V）內(nèi)輸出恒定的功率。

CR6347 集成了多種功能和保護(hù)特性，包括欠壓鎖定（UVLO），VDD 過壓保護(hù)（OVP），軟啟動，過溫保護(hù)（OTP），逐周期電流限制（OCP），輸出過壓保護(hù)，輸出短路保護(hù)，內(nèi)置前沿消隱電路，使得芯片具有更高的可靠性。

芯片特性

● CR6347內(nèi)置600V高壓功率MOSFET，反激式原邊檢測PWM功率開關(guān)；

● 內(nèi)置軟啟動，減小MOSFET的應(yīng)力，內(nèi)置斜坡補(bǔ)償電路；

● 超低功耗；

● 具有頻率抖動功能，使其具有良好的EMI特性；

● 具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP自動恢復(fù)、OVP鎖存”等多種保護(hù)功能；

● 原邊反饋，無需光耦和TL431,可調(diào)式線損補(bǔ)償,IC基準(zhǔn)精度±1%；

● 電路結(jié)構(gòu)簡單、較少的外圍元器件，適用于小功率AC / DC電源適配器、充電器。

基本應(yīng)用

●小功率電源適配器

●蜂窩電話充電器

●數(shù)碼相機(jī)充電器

●電腦和服務(wù)器輔助電源

●替代線性調(diào)整器和RCC

引腳分布

引腳描述

典型應(yīng)用

該樣機(jī)是一款基于CR6347設(shè)計的，全電壓實現(xiàn)5V1.5A輸出的充電器。AC90V滿足啟動時間的條件下，實現(xiàn)AC264V樣機(jī)待機(jī)功耗<68mW；全電壓輸入時平均效率>80%；能夠滿足最嚴(yán)格的能效標(biāo)準(zhǔn)“COC_T2”；全電壓可實現(xiàn)±3%的CC/CV輸出精度。樣機(jī)尺寸：31*46mm；樣機(jī)具有良好的動態(tài)負(fù)載能力，良好的恒流輸出效果；同時具有“軟啟動、OCP、SCP、OVP、FB開路保護(hù)、OTP自動恢復(fù)”等多種保護(hù)功能。

樣機(jī)的變壓器，采用了EPC17磁芯（PC40材質(zhì)），變壓器繞制工藝部分，請見后文詳細(xì)說明。

2、樣機(jī)特性

以下表格為工程樣機(jī)的主要特性，具體測試方法在第4章節(jié)中有詳細(xì)說明。

2.1、輸入特性：

2.2、輸出特性(PCB END)：

2.3、整機(jī)參數(shù)：

2.4、保護(hù)功能測試：

2.5、工作環(huán)境：

2.6、測試儀器：

3、樣機(jī)結(jié)構(gòu)信息

本小節(jié)展示了工程樣機(jī)的電路、版圖結(jié)構(gòu)，變壓器結(jié)構(gòu)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：

3.1.3、PCB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(guī)格參數(shù)：

1）骨架：EPC17 臥式（5+5PIN）,Ae＝22.8mm2；

2）材質(zhì)：TDK PC40 或同等材質(zhì)；

3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包線；4）N3: 三層絕緣線；

5）絕緣膠帶:3M900 或同等材質(zhì)；

6）初級繞組感量Lp：1300uH±5%（測試條件：0.3V，10kHz）；

7）漏感量LLK：要求控制在初級繞組的5%以內(nèi)(測試條件：0.,3 V，10kHz）)；

8）耐壓測試= 3KV 5mA 1Min

9）成品要求:浸凡立水

3.2.3、變壓器參數(shù)：

3.2.4、變壓器結(jié)構(gòu)圖：

4、性能測評

本小節(jié)對工程樣機(jī)的輸入部分、輸出部分、各種保護(hù)以及一些時序進(jìn)行了測 試，以下詳解了測試方法及結(jié)果。從測試結(jié)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(jīng)過在不同的輸入電壓(從90V/60Hz到264V/50Hz)和不同負(fù)載條件 （空載和滿載）下測試，得到待機(jī)功耗、效率及平均效率。

表1待機(jī)功耗(輸出含有假負(fù)載1.5KΩ)

表2 輸出100%負(fù)載下的輸入特性

表3效率測試（PCB END）

表4能效等級評估（PCB END）

4.2、輸出特性：

4.2.1 線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率：

4.2.2、輸出恒流特性：

4.2.3、輸出電壓紋波：

注：紋波及噪音在PCB端測試，同時PCB端并聯(lián)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/60Hz,No Load

R&N @ AC264V/60Hz,100% Load

4.3、保護(hù)功能：

以下涉及過流保護(hù)、短路保護(hù)的測試。

4.3.1、過流保護(hù)：

4.3.2、短路保護(hù)：

4.4、動態(tài)測試：

輸出動態(tài)負(fù)載電流設(shè)置為2.4A持續(xù)5ms/10ms，然后為0A持續(xù)5ms/10ms并持續(xù)循環(huán)，上升/下降設(shè)置為3A/uS。

AC90V 5ms

AC90V 10ms

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5、系統(tǒng)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% Load

VOVER_SHORT?@ AC100V，No Load

VOVER_SHORT?@ AC240V，No Load

4.6、其它重要波形測試：

DRAIN（綠藍(lán)）端、CS（藍(lán)色）端波形圖：

AC90/60Hz，100% load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

5、EMI評估測試

測試條件：輸入：AC230V/50Hz；輸出負(fù)載：3.3Ω/30W；限值標(biāo)準(zhǔn)參考：EN55013、EN55022B。（輻射測試結(jié)果僅供參考）

AC115V/50Hz傳導(dǎo)L相

AC115V/50Hz傳導(dǎo)N相

AC230V/50Hz傳導(dǎo)L相

AC230V/50Hz傳導(dǎo)N相

AC115V/50Hz輻射測試

AC230V/50Hz輻射測試

關(guān)于思睿達(dá)微電子

思睿達(dá)是專注于ADC、DAC、PoE和DC / DC 芯片級解決方案的高科技企業(yè)，目前同步推廣啟臣微全系列產(chǎn)品，希望將啟臣15年在電源行業(yè)這份積淀，這份堅持發(fā)揚光大。思睿達(dá)同時也可以提供芯片級定制服務(wù)。多種方案，歡迎隨時交流溝通。

審核編輯：符乾江