20W智能快速充電器方案：快充、安全、智能一次解決

本文是基于思睿達(dá)主推CR5168SK+CR3016的20W智能快速充電器方案，它具有低待機(jī)、高效率、多電壓輸出、智能匹配移動(dòng)設(shè)備、實(shí)現(xiàn)快速充電等特性。讓我們一起看看這個(gè)方案還有什么過(guò)人之處吧！

01、樣機(jī)介紹

該測(cè)試報(bào)告是基于一個(gè)20W智能快速充電器，兼容高通Quick Charge3.0技術(shù)，并向下兼容5V快速充電器標(biāo)準(zhǔn)?？筛鶕?jù)被充電設(shè)備USB信號(hào)調(diào)節(jié)5V/9V/12V輸出電壓。PWM功率開關(guān)采用了思睿達(dá)主推的CR5168SK，同步整流芯片為思睿達(dá)主推的CR3016，協(xié)議芯片為其他家協(xié)議芯片。

樣機(jī)特性

● 多電壓輸出，智能匹配移動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)快速充電；

● 低待機(jī)，高效率。全模式（5V/9V/12V）滿足快充能效標(biāo)準(zhǔn)；

● 體積?。?8mm*40mm*18mm），成本低；

● 符合EMI標(biāo)準(zhǔn)，EN55022B&EN55013；

AC230V輸入待機(jī)功耗55mW，平均效率>87.35%，滿足能效快充標(biāo)準(zhǔn)；全模式均滿足相關(guān)EMI測(cè)試規(guī)范。

CR5168SK+CR3016_5V3A/9V2.22A/12V1.67A 工程樣機(jī)效率實(shí)測(cè)

該樣機(jī)方案在同類產(chǎn)品中成本低廉，同時(shí)體積大小僅為48mm*40mm*18mm。

CR5168SK+CR3016_5V3A/9V2.22A/12V1.67A 工程樣機(jī)示意圖

關(guān)于CR5168SK

CR5168SK是一款采用內(nèi)置高壓功率MOSFET，具有優(yōu)化的圖騰驅(qū)動(dòng)電路以及電流模式PWM控制器，適用于待機(jī)功耗<75mW的小功率AC / DC電源適配器、充電器電源。CR5168SK采用PWM+PFM工作模式。在空載和輕載時(shí)，電路采用間歇模式，有效的降低了待機(jī)功耗。具有“軟啟動(dòng)、OCP、SCP、OTP自動(dòng)恢復(fù)”等多種保護(hù)功能；由振蕩電路產(chǎn)生的頻率抖動(dòng)，可以改善EMI特性。

主要特點(diǎn)

較低的啟動(dòng)電流 (大約3μA)

全電壓范圍待機(jī)低于75mW

滿足六級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)

內(nèi)置軟啟動(dòng)減少M(fèi)OSFET應(yīng)力

CCM+PFM控制模式

內(nèi)建同步斜坡補(bǔ)償，消除次諧波震蕩

內(nèi)建頻率抖動(dòng)功能，降低EMI

內(nèi)置65kHz開關(guān)頻率

輕載降低工作頻率

VDD電壓8.5V至36.5V，工作范圍更寬

VDD過(guò)壓保護(hù)功能

內(nèi)置前沿消隱電路

內(nèi)置過(guò)溫保護(hù)

過(guò)載保護(hù)

SOP-8L綠色封裝

基本應(yīng)用

AC / DC適配器

PD電源適配器

充電器

存儲(chǔ)設(shè)備電源

典型應(yīng)用

管腳排列

管腳描述

關(guān)于CR3016

CR3016是SOP-8封裝的一款結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單同步整流開關(guān)，可工作于CCM,DCM 和QR 模式，最高工作頻率可達(dá)200KHZ，針對(duì)5V 輸出電源系統(tǒng)進(jìn)行了專門的優(yōu)化和設(shè)計(jì)，內(nèi)置RDS(ON） 為10mΩ的N溝道MOS，用來(lái)替換傳統(tǒng)的整流二極管，能有效的提升整機(jī)的效率并減少熱損耗，提高整機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性。

芯片特性：

● 可工作于CCM、DCM和QR模式，外圍電路簡(jiǎn)單；

● 最高工作頻率可達(dá)200KHZ；

● 內(nèi)置RDS(ON） 為10mΩ60V的N溝道MOS；

基本應(yīng)用

AC / DC電源適配器

手機(jī)快充充電器

典型應(yīng)用

引腳分布

引腳描述

02、樣機(jī)特性

2.1：輸入特性

2.2：輸出特性

2.3：整機(jī)參數(shù)

2.4 保護(hù)功能測(cè)試

2.5：工作環(huán)境? ??

2.6：測(cè)試儀器

03、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PCB 版圖

（1）電源部分原理圖

（2）PD 協(xié)議部分原理圖

（3）電源部分PCB 版圖

頂層絲印

頂層布線

底層絲印?

底層布線

（4）PD 協(xié)議部分PCB 版圖

頂層絲印

頂層布線

底層絲印

底層布線

（5）電源部分BOM 表

（6）PD 協(xié)議部分BOM 表

3.2、變壓器繞制工藝

（1）電路示意圖

（2）規(guī)格參數(shù)

1）骨架：EE19W（5+5PIN）,Ae＝46mm2；

2）材質(zhì)：TDK PC40 或同等材質(zhì)；

3）初級(jí)、反饋、屏蔽: 2UEW 漆包線；次級(jí): 三層絕緣線

4）絕緣膠帶:3M1298 或同等材質(zhì)

5）初級(jí)繞組感量Lp：1.0mH±5%（測(cè)試條件：0.25V，1kHz）；

6）漏感量LLK：要求控制在初級(jí)繞組的5%以內(nèi)(測(cè)試條件：0.25V，10kHz）)

7）耐壓測(cè)試= 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，包絕緣膠帶。

（3）變壓器參數(shù)

（4）變壓器結(jié)構(gòu)圖

04、性能測(cè)評(píng)

本小節(jié)對(duì)工程樣機(jī)的輸入部分、輸出部分、各種保護(hù)以及一些時(shí)序進(jìn)行了測(cè)試。通過(guò)在不同的輸入電壓(從AC90V 到AC264V),輸出電壓（5V/9V/12V）)和不同負(fù)載條件下測(cè)試，得到待機(jī)功耗、效率及平均效率。

4.1、輸入特性

4.2、效率測(cè)試(PCB END)

4.3、輸出特性

4.3.1、線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率

4.3.2、輸出電壓紋波

注：紋波測(cè)試時(shí)探頭上并聯(lián)10uF/50V 電解電容和0.1uF/50V CBB 電容，示波器帶寬限制為20MHz。

?

4.4、保護(hù)功能

以下涉及過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)的測(cè)試。

05、重要波形測(cè)試

5.1、MOS-變壓器應(yīng)力：DRAIN 端、CS 端波形圖

綠色：DRAIN 端；藍(lán)色：CS 端

5.2、耐壓測(cè)試

5.3、溫升測(cè)試

本項(xiàng)測(cè)試評(píng)估成品樣機(jī)（含配套塑料外殼）在35℃環(huán)境溫度下長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)關(guān)鍵器件的穩(wěn)態(tài)溫度值。

測(cè)試條件：輸入電壓為90V-264V。

5.4、啟動(dòng)時(shí)間

06、EMI 評(píng)估測(cè)試

6.1--- 5V 滿載測(cè)試（5V/3A）

6.2--- 9V 滿載測(cè)試（9V/2.22A）

6.3--- 12V 滿載測(cè)試（12V/1.67A）

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(jí)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(jiān)持發(fā)揚(yáng)光大。思睿達(dá)同時(shí)也可以提供芯片級(jí)定制服務(wù)。

多種方案，歡迎隨時(shí)交流溝通。思睿達(dá)聯(lián)系人：何工 18923426660，E-mail：manjie@threeda.com，歡迎來(lái)電咨詢，申請(qǐng)樣品。感謝！????

審核編輯：符乾江