隨著科技的不斷進(jìn)步和智能設(shè)備的普及，我們生活中有越來(lái)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(gè)頭疼的問(wèn)題。市場(chǎng)上琳瑯滿目的充電器品牌和型號(hào)令人不知所措。因此，選擇一個(gè)合適的充電器方案對(duì)我們的日常生活和工作具有重要意義。小編今天給大家?guī)?lái)了基于思睿達(dá)CR5215SC設(shè)計(jì)的，全電壓實(shí)現(xiàn)5V1A輸出的充電器方案。

01

樣機(jī)介紹

該測(cè)試報(bào)告是基于一個(gè)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(jī)，控制IC采用了思睿達(dá)主推的CR5215SC。
CR5215SC_5V1.0A工程樣機(jī)示意圖

CR5215SC

高精度恒流/恒壓原邊控制功率開(kāi)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(cè)和調(diào)整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此在應(yīng)用時(shí)無(wú)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(shí)，最大輸出電流和輸出功率可以通過(guò)CS引腳的限流電阻RS設(shè)定。在恒壓控制時(shí)，內(nèi)置恒壓采樣電路以及高精度的誤差比較器基準(zhǔn)電壓保證了芯片的高性能和高精度。此外，內(nèi)置線損補(bǔ)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(jī)功耗低于75mW。CR5215SC針對(duì)各種故障設(shè)計(jì)了一系列完善的保護(hù)措施，包括逐周期峰值電流限制、VDD過(guò)壓保護(hù)、FB開(kāi)路保護(hù)、輸出短路保護(hù)、前沿消隱、過(guò)溫保護(hù)、電源鉗位和欠壓鎖定功能。在FB上拉電阻開(kāi)路，F(xiàn)B下拉電阻短路，輸出二極管開(kāi)路或者短路，變壓器繞組短路，CS引腳電阻開(kāi)路等故障條件下都能有效保護(hù)，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(cè)PWM功率開(kāi)關(guān)；●內(nèi)置軟啟動(dòng)，減小BJT的應(yīng)力，內(nèi)置斜坡補(bǔ)償電路；●較低的IC功耗；●具有QR準(zhǔn)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(dòng)功能，使其擁有良好的EMI特性；●具有“軟啟動(dòng)、OCP、SCP、OTP自動(dòng)恢復(fù)”等多種保護(hù)功能；●原邊反饋，無(wú)需光耦和TL431，可調(diào)式線損補(bǔ)償，IC基準(zhǔn)精度±1.5%；●電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)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(jī)是一款基于CR5215SC設(shè)計(jì)的，全電壓實(shí)現(xiàn)5V1A輸出的充電器。AC90V滿足啟動(dòng)時(shí)間的條件下，實(shí)現(xiàn)AC264V樣機(jī)待機(jī)功耗<75mW；無(wú)Y電容設(shè)計(jì)。全電壓可實(shí)現(xiàn)±5%的CC/CV輸出精度。樣機(jī)尺寸：L*W*H:33*29*17mm；樣機(jī)具有良好的動(dòng)態(tài)負(fù)載能力，良好的恒流輸出效果；同時(shí)具有“軟啟動(dòng)、OCP、SCP、OVP、FB開(kāi)路保護(hù)、OTP自動(dòng)恢復(fù)”等多種保護(hù)功能。樣機(jī)的變壓器，采用了EE13磁芯（PC40材質(zhì)），變壓器繞制工藝部分，請(qǐng)見(jiàn)后文詳細(xì)說(shuō)明。

02

樣機(jī)特性

以下 表格為工程樣機(jī)的主要特性，具體測(cè)試方法在第 4 章節(jié)中有詳細(xì)說(shuō)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(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 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(jí)繞組感量 Lp：2100uH±5%（測(cè)試條件：0.3V，10kHz, N1）；

7）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.,3 V，10kHz）)

8）耐壓測(cè)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(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，以下詳解了測(cè)試方法及結(jié)果。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，以下各項(xiàng)測(cè)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(guò)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(cè)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2.4KΩ)
表2 輸出100%負(fù)載下的輸入特性
表3效率測(cè)試（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:（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(cè)試，同時(shí) 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(hù)功能：
注：以下涉及過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)的測(cè)試。
4.3.1 過(guò)流保護(hù)：
4.3.2 短路保護(hù)：
4.4 系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間測(cè)試：
注：AC 端(紫色)、VO輸出端（藍(lán)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(cè)試：
注：Collector（藍(lán)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(cè)試 ℃

05

EMI評(píng)估測(cè)試

測(cè)試條件：輸出負(fù)載：5.0Ω/50W；限值標(biāo)準(zhǔn)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(cè)試 AC120V/60Hz 輻射測(cè)試