转换效率极高，多项保护功能！思睿达主推45W PD充电器方案让您设计更便捷

思睿达工业通信芯方案 2021-12-03 1464

描述

概述

在上篇文章，我们介绍了基于思睿达主推CR52177SC的5W USB 电源适配器方案。本文，我们将介绍基于思睿达主推CR6900A的45W PD充电器方案。

样机介绍

该测试报告是基于一个能适用于宽输入电压范围，输出功率45W PD方案，输出5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A的工程样机，控制IC采用了思睿达主推的CR6900A。 CR6900A_45W PD工程样机示意图

关于CR6900A

CR6900A是一款高集成、高性能电流型PWM控制器，具有低功耗、宽VDD工作电压特点，适合应用于输出范围宽的PD充电器方案。该控制威廉希尔官方网站在整个负载范围内都有着比较高的转换效率。芯片内部频率优化实现了优异的EMI效果，限制最小工作频率为22kHz，避免工作时产生噪声。CR6900A提供了非常完整的保护功能，包括逐周期过流保护(OCP)，过载保护（OLP），外部过温保护以及内部过温保护，输出短路保护（SCP），输出二极管短路保护，输出过压保护和VDD过压保护等。CR6900A采用 SOT23-6封装。

主要特点

较低的启动电流
内置软启动减少MOSFET应力
CCM+QR+CRM控制模式
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
内建频率抖动功能，降低EMI
内置65kHz和45kHz开关频率
内置125kHz倍频工作模式
轻载降低工作频率
可编程外置过温保护
最大输出电流限制
自适应环路控制
VDD过压保护和输出过压保护功能
内置前沿消隐威廉希尔官方网站
内置输出二极管短路保护
内置过温保护
过载保护
SOT23-6L封装

基本应用

PD电源

典型应用

充电器

管脚排列

充电器

管脚描述

充电器

该样机尺寸为70.6mm×40mm，在5V输出时AC264V输入待机功耗<75mW，115VAC/60HZ, 230VAC/50HZ 输入时的平均效率能够满足“能源之星 V2.0 VI级能效”和欧洲 COCT2 标准；具有“OCP、OTP、 VDD_OVP、UVLO ”等多种保护功能；软启动功能可以减少系统启动时MOSFET的应力，前沿消隐时间简化了系统应用。通过频率抖动和软驱动威廉希尔官方网站的设计，降低开关噪声，简化了EMI设计，CR6900A还提供VDD电压从8.5V至54V更宽的工作范围。样机的变压器，采用了RM8磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。

样机特性

以下表格为工程样机的主要特性，具体测试方法在第4章节中有详细说明。 2.1、输入特性 充电器

2.2、输出特性 充电器

2.3、整机参数： 充电器

2.4、保护功能测试： 充电器

2.5、工作环境： 充电器

2.6、测试仪器 充电器

样机结构信息

本小节展示了工程样机的威廉希尔官方网站、版图结构，变压器结构及工艺。 3.1、威廉希尔官方网站原理图及 PCB 版图： （1）原理图： 点击可查看放大查看 （2）PCB版图：充电器

3.2、变压器绕制工艺：（1）变压器电性及结构示意图：充电器

（2）规格参数： 1）骨架：RM8立式（12PIN）,Ae＝64mm²；2）材质：TDK PC40或同等材质；3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；4）次级: 三层绝缘线；5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质；6）初级绕组感量Lp：0.56mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）；8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；9）成品要求：浸凡立水。 (3)、变压器参数：

充电器

3.3、元器件清单： 充电器

性能测评

样机性能主要是针对工程样机的输入部分、输出部分、各种保护以及一些时序进行了测试，以下详解了测试方法及结果。从测试结果来看，以下各项测试均合格，能够满足大部分客户的要求。 4.1、输入特性： 本样机经过在不同的输入电压(从 90VAC到 264VAC)和不同负载条件（空载和满载）下测试，得到待机功耗、效率及平均效率。表 1 、无负载待机功耗(输出 5V 时) 充电器

表 2、输出 PCB 板端测试 100%载下的输入特性充电器

表 3、输出板端测试的效率特性充电器

4.2、输出特性： 注：以下数据均为板端测试； 4.2.1、线性调整率和负载调整率：表 4 线性调整率和负载调整率充电器

4.2.2、输出电压纹波及噪音：注：纹波及噪音在 20AWG/1.5M 线端测得，在此线端并联 10uF/50V 电解电容和0.1uF/50V CBB 电容，示波器带宽限制为 20MHz。表 5 电压纹波测试充电器

纹波噪声波形图： Fig1：R&N@ AC90V/60Hz,5V3A no load Fig2：R&N@ AC90V/60Hz,5V3A 100% load Fig3：R&N@ AC264V/50Hz,5V3A no load Fig4：R&N@ AC264V/50Hz,5V3A 100% load Fig5：R&N@ AC90V/60Hz,9V3A no load Fig6：R&N@ AC90V/60Hz,9V3A 100% load Fig7：R&N@ AC264V/50Hz,9V3A no load Fig8：R&N@ AC264V/50Hz,9V3A 100% load Fig9：R&N@ AC90V/60Hz,12V3A no load Fig10：R&N@AC90V/60Hz,12V3A 100% load Fig11：R&N@ AC264V/50Hz,12V3A no load Fig12：R&N@AC264V/50Hz,12V3A 100% load Fig13：R&N@ AC90V/60Hz,15V3A no load Fig14：R&N@AC90V/60Hz,15V3A 100% load Fig15：R&N@ AC264V/50Hz,15V3A no load Fig16：R&N@AC264V/50Hz,15V3A 100% load Fig17：R&N@ AC90V/60Hz,20V2.25A no load Fig18：R&N@AC90V/60Hz,20V2.25A 100% load Fig19：R&N@ AC264V/50Hz,20V2.25A no load Fig20：R&N@AC264V/50Hz,20V2.25A 100% load 4.3、保护功能： 以下测试过流保护、短路保护功能。 4.3.1 过流保护：充电器

4.3.2 短路保护：功率计限流电流为 2.5A 充电器

4.4 动态测试：注：输出动态负载电流设置为 10%持续 10ms，然后为 90%持续 10ms 并持续循环，上升/下降设置为 3A/uS。 Fig21：AC90V/60Hz,5V3A Fig22：AC264V/60Hz,5V3A Fig23：AC90V/60Hz,9V3A Fig24：AC264V/50Hz,9V3A Fig25：AC90V/60Hz,12V3A Fig26：AC264V/50Hz,12V3A Fig27：AC90V/60Hz,15V3A Fig28：AC264V/50Hz,15V3A Fig29：AC90V/60Hz,20V2.25A Fig30：AC264V/50Hz,20V2.25A 4.5、系统延时时间测试： 注：AC 端（绿色）、V_O输出端（蓝色）波形图。 T_{ON_DELAY} @ AC100V，100% Load T_{ON_DELAY} @ AC240V，100% Load T_{ON_DELAY} @ AC100V，100% Load T_{ON_DELAY} @ AC240V，100% Load V_{OVER_SHORT} @ AC100V，No Load V_{OVER_SHORT} @ AC240V，No Load

其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图： AC90/60Hz，20V2.25A 100% Load AC115/60Hz，20V2.25A 100% load AC230/50Hz，20V2.25A 100% load AC264/50Hz，20V2.25A 100% load AC115/60Hz，20V2.25A 100% load 输出 Vds AC264/50Hz，20V2.25A 100% load 输出 Vds

EMI 评估测试

6.1、测试条件： 输入：230VAC50Hz输出：20V2.25A负载类型：电阻，限值标准参考：EN55013、EN55022B 传导 L 线测试 PK+AV 传导 N 线测试 PK+AV 辐射测试 PK+A 6.2 、输入：110VAC50Hz；输出：20V2.25A；负载类型：电阻输出低接大地，限值标准参考：EN55013、EN55022B 传导L线测试 PK+AV 传导N线测试 PK+AV 辐射测试 PK+AV

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