充電從未如此輕松！內(nèi)置國產(chǎn)芯的5W充電器方案等你來體驗

隨著科技的不斷進步和智能設(shè)備的普及，我們生活中有越來越多的電子產(chǎn)品需要頻繁充電。然而，充電器的選擇卻常常成為一個頭疼的問題。市場上琳瑯滿目的充電器品牌和型號令人不知所措。因此，選擇一個合適的充電器方案對我們的日常生活和工作具有重要意義。小編今天給大家?guī)砹嘶谒碱＿_CR5215SC設(shè)計的，全電壓實現(xiàn)5V1A輸出的充電器方案。

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5W，恒壓恒流輸出的充電器樣機，控制IC采用了思睿達主推的CR5215SC。
CR5215SC_5V1.0A工程樣機示意圖

CR5215SC

高精度恒流/恒壓原邊控制功率開關(guān)

CR5215SC是一款應(yīng)用于小功率AC/DC充電器和電源適配器的高性能離線式脈寬調(diào)制控制器。該芯片采用原邊檢測和調(diào)整的拓撲結(jié)構(gòu)，因此在應(yīng)用時無需TL431和光耦。芯片內(nèi)置恒流/恒壓兩種控制方式。在恒流控制時，最大輸出電流和輸出功率可以通過CS引腳的限流電阻RS設(shè)定。在恒壓控制時，內(nèi)置恒壓采樣電路以及高精度的誤差比較器基準電壓保證了芯片的高性能和高精度。此外，內(nèi)置線損補償電路保證了從空載到滿載條件下輸出電壓精度。芯片還具有極低的靜態(tài)工作電流，芯片待機功耗低于75mW。CR5215SC針對各種故障設(shè)計了一系列完善的保護措施，包括逐周期峰值電流限制、VDD過壓保護、FB開路保護、輸出短路保護、前沿消隱、過溫保護、電源鉗位和欠壓鎖定功能。在FB上拉電阻開路，F(xiàn)B下拉電阻短路，輸出二極管開路或者短路，變壓器繞組短路，CS引腳電阻開路等故障條件下都能有效保護，使得芯片具有更高的可靠性。

芯片特性：

●CR5215SC內(nèi)置700V高壓功率BJT，反激式原邊檢測PWM功率開關(guān)；●內(nèi)置軟啟動，減小BJT的應(yīng)力，內(nèi)置斜坡補償電路；●較低的IC功耗；●具有QR準諧振導(dǎo)通功能，谷底導(dǎo)通功能優(yōu)化效率。●具有頻率抖動功能，使其擁有良好的EMI特性；●具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP自動恢復(fù)”等多種保護功能；●原邊反饋，無需光耦和TL431，可調(diào)式線損補償，IC基準精度±1.5%；●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。●SOP-7L綠色封裝

基本應(yīng)用

●小功率電源適配器

●蜂窩電話充電器

●圣誕燈、LED驅(qū)動器

●替代線性調(diào)整器和RCC

典型應(yīng)用

管腳排列

管腳描述

該樣機是一款基于CR5215SC設(shè)計的，全電壓實現(xiàn)5V1A輸出的充電器。AC90V滿足啟動時間的條件下，實現(xiàn)AC264V樣機待機功耗<75mW；無Y電容設(shè)計。全電壓可實現(xiàn)±5%的CC/CV輸出精度。樣機尺寸：L*W*H:33*29*17mm；樣機具有良好的動態(tài)負載能力，良好的恒流輸出效果；同時具有“軟啟動、OCP、SCP、OVP、FB開路保護、OTP自動恢復(fù)”等多種保護功能。樣機的變壓器，采用了EE13磁芯（PC40材質(zhì)），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(jié)中有詳細說明。
2.1輸入特性：
2.2 輸出特性(PCB END)：2.3 整機參數(shù)：
2.4 保護功能測試：
2.5 工作環(huán)境：
2.6 測試儀器：

03

樣機結(jié)構(gòu)信息

本小節(jié)展示了工程樣機的電路、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：EE13 立式（5+5PIN）,Ae＝17.1mm2；

2）材質(zhì)：TDK PC40 或同等材質(zhì)；

3）N1、N2、N3：2UEW 漆包線；

4）N4：三層絕緣線；

5）絕緣膠帶:3M800 或同等材質(zhì)；

6）初級繞組感量 Lp：2100uH±5%（測試條件：0.3V，10kHz, N1）；

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：

04

性能測評

本小節(jié)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(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待機功耗(輸出含有假負載2.4KΩ)
表2 輸出100%負載下的輸入特性
表3效率測試（PCB END）
4.2 輸出特性：
4.2.1 線性調(diào)整率和負載調(diào)整率:（PCB 端帶 10cm 引線）
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/50Hz，NO LOAD
R&N @ AC264V/50Hz，100% LOAD
4.3 保護功能：
注：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：
4.4 系統(tǒng)延時時間測試：
注：AC 端(紫色)、VO輸出端（藍色）波形圖。
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
4.5 其它重要波形測試：
注：Collector（藍色）端、CS（綠色）端波形圖：
AC90/60Hz，100% Load
AC115/60Hz，100% load
AC230/50Hz，100% Load
AC264/50Hz，100% load
AC264/50Hz， 100% load VC_GND
AC264/50Hz，Output Diode
4.6 老化溫升測試 ℃

05

EMI評估測試

測試條件：輸出負載：5.0Ω/50W；限值標準參考：EN55013、EN55022BAC230V/50Hz 傳導(dǎo) N 相 AC230V/50Hz 傳導(dǎo) L 相AC120V/50Hz 傳導(dǎo) N 相 AC120V/50Hz 傳導(dǎo) L 相AC230V/50Hz 輻射測試 AC120V/60Hz 輻射測試