在上一篇文章，我們將給大家介紹了基于思睿達主推的CR5218SC_12V0.45A_EE13非標(biāo)DEMO演示。本文，將為大家?guī)淼氖?0W智能快速充電器解決方案。該樣機低待機，高效率。全模式（5V/9V/12V）滿足快充能效標(biāo)準(zhǔn)。那么，它采用什么芯片以及還有其它什么特性呢？讓我們接著往下看吧！

1、樣機介紹

該測試報告是基于一個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)。可根據(jù)被充電設(shè)備USB信號調(diào)節(jié)5V/9V/12V輸出電壓。PWM功率開關(guān)采用了本公司的CR5168SK，同步整流芯片為本公司的CR3016，協(xié)議芯片為其他家協(xié)議芯片。

AC230V輸入待機功耗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測試規(guī)范。

CR5168SK+CR3016_5V3A/9V2.22A/12V1.67A 工程樣機效率實測

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

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

樣機特性：

● 多電壓輸出，智能匹配移動設(shè)備，實現(xiàn)快速充電；

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

● 體積小（48mm*40mm*18mm），成本低；

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

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)動電路以及電流模式PWM控制器，適用于待機功耗<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，電路采用間歇模式，有效的降低了待機功耗。具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP自動恢復(fù)”等多種保護功能；由振蕩電路產(chǎn)生的頻率抖動，可以改善EMI特性。

芯片特性

● CR5168SK是采用內(nèi)置650V高壓功率MOSFET，反激式PWM功率開關(guān)；

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

● 65kHz開關(guān)頻率，具有頻率抖動功能，使其具有良好的EMI特性；

● 全電壓輸入范圍，低待機功耗<75mW；

● 能效滿足DOE Ⅵ 和 CoC V5_T2 要求；

● 具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP、OVP自動恢復(fù)等保護功能；

基本應(yīng)用

●AC / DC適配器

●PD電源適配器

●充電器

●存儲設(shè)備電源

典型應(yīng)用

管腳排列

管腳描述

CR3016

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

芯片特性

● 可工作于CCM、DCM 和QR 模式，外圍電路簡單；

● 最高工作頻率可達200KHZ；

● 內(nèi)置RDS(ON） 為10mΩ60V 的N 溝道MOS；

2、樣機特性

2.1、輸入特性

2.2、輸出特性

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

3、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、反饋、屏蔽: 2UEW 漆包線；次級: 三層絕緣線

4） 絕緣膠帶:3M1298 或同等材質(zhì)

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

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

7） 耐壓測試= 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

4、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。通過在不同的輸入電壓(從AC90V 到AC264V),輸出電壓（5V/9V/12V）)和不同負(fù)載條件下測試，得到待機功耗、效率及平均效率。

4.1、輸入特性

表4.1待機功耗

表4.2 100%負(fù)載下的輸入特性

4.2、效率測試(PCB END)

表4.3 測試5V 輸出的效率特性

表4.4 測試9V 輸出的效率特性

表4.5 測試12V 輸出的效率特性

4.3、輸出特性

4.3.1、線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率

表4.6 5V 輸出的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率

表4.7 9V 輸出的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率

表4.8 12V 輸出的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率

4.3.2、輸出電壓紋波

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

表4.9 電壓紋波測試

Fig4.1 5V 模式90VAC 空載

Fig4.2 5V 模式90VAC 滿載

Fig4.3 5V 模式264VAC 空載

Fig4.4 5V 模式264VAC 滿載

Fig4.5 9V 模式90VAC 空載

Fig4.6 9V 模式90VAC 滿載

Fig4.7 9V 模式264VAC 空載

Fig4.8 9V 模式264VAC 滿載

Fig4.9 12V 模式90VAC 空載

Fig4.10 12V 模式90VAC 滿載

Fig4.11 12V 模式264VAC 空載

Fig4.12 12V 模式264VAC 滿載

4.4、保護功能

以下涉及過流保護、短路保護的測試。

5V 過流保護

9V 過流保護

12V 過流保護

短路保護

5、重要波形測試

5.1 MOS-變壓器應(yīng)力：DRAIN 端、CS 端波形圖

綠色：DRAIN 端；藍色：CS 端

Fig5.1 5V 模式90VAC 滿載

Fig5.2 5V 模式264VAC 滿載

Fig5.3 9V 模式90VAC 滿載

Fig5.4 9V 模式264VAC 滿載

Fig5.5 12V 模式90VAC 滿載

Fig5.6 12V 模式264VAC 滿載VDRAIN=580V

5.2、耐壓測試

Fig5.7 12V 模式264VAC 滿載

Fig5.8 12V 模式264VAC 滿載

5.3、溫升測試

本項測試評估成品樣機（含配套塑料外殼）在35℃環(huán)境溫度下長時間工作時關(guān)鍵器件的穩(wěn)態(tài)溫度值。

測試條件：輸入電壓為90V-264V。

5.4、啟動時間

Fig5.9 AC100/60Hz，啟動時間=2.48S

Fig5.10 AC240/50Hz，啟動時間=1.288S

6、EMI 評估測試

6.1--- 5V 滿載測試（5V/3A）

Fig6.1 5V 滿載 115V 傳導(dǎo)L 線

Fig6.2 5V 滿載 115V 傳導(dǎo)N 線

Fig6.3 5V 滿載 115V 輻射

Fig6.4 5V 滿載 230V 輻射

Fig6.5 5V 滿載 230V 傳導(dǎo)L 線

Fig6.6 5V 滿載 230V 傳導(dǎo)N 線

6.2--- 9V 滿載測試（9V/2.22A）

Fig6.7 9V 滿載 115V 傳導(dǎo)L 線

Fig6.8 9V 滿載 115V 傳導(dǎo)N 線

Fig6.9 9V 滿載 115V 輻射測試

Fig6.10 9V 滿載 230V 輻射測試

Fig6.11 9V 滿載 230V 傳導(dǎo)L 線

Fig6.12 9V 滿載 230V 傳導(dǎo)N 線

6.3--- 12V 滿載測試（12V/1.67A）

Fig6.13 12V 滿載 115V 傳導(dǎo)L 線

Fig6.14 12V 滿載 115V 傳導(dǎo)N 線

Fig6.15 12V 滿載 115V 輻射測試

Fig6.16 12V 滿載 230V 輻射測試

Fig6.17 12V 滿載 230V 傳導(dǎo)L 線

Fig6.18 12V 滿載 230V 傳導(dǎo)N 線

關(guān)于思睿達微電子

思睿達是專注于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。思睿達同時也可以提供芯片級定制服務(wù)。

審核編輯 黃昊宇