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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、智能匹配移動設(shè)備、實(shí)現(xiàn)快速充電等特性。讓我們一起看看這個方案還有什么過人之處吧！

樣機(jī)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)?？筛鶕?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)；● 體積小（48mm*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測試規(guī)范。CR5168SK+CR3016_5V3A/9V2.22A/12V1.67A 工程樣機(jī)效率實(shí)測該樣機(jī)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(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，電路采用間歇模式，有效的降低了待機(jī)功耗。具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP自動恢復(fù)”等多種保護(hù)功能；由振蕩電路產(chǎn)生的頻率抖動，可以改善EMI特性。主要特點(diǎn)

較低的啟動電流 (大約3μA)
全電壓范圍待機(jī)低于75mW
滿足六級能效標(biāo)準(zhǔn)
內(nèi)置軟啟動減少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過壓保護(hù)功能
內(nèi)置前沿消隱電路
內(nèi)置過溫保護(hù)
過載保護(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

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)功能測試2.5：工作環(huán)境 2.6：測試儀器

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、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 1Min8）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

性能測評本小節(jié)對工程樣機(jī)的輸入部分、輸出部分、各種保護(hù)以及一些時序進(jìn)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(jī)功耗、效率及平均效率。4.1、輸入特性表4.1：待機(jī)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(hù)功能以下涉及過流保護(hù)、短路保護(hù)的測試。5V 過流保護(hù)

?9V 過流保護(hù)

?12V 過流保護(hù)

?短路保護(hù)

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(lán)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=580V5.2、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(xiàng)測試評估成品樣機(jī)（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=2.48SFig5.10：AC240/50Hz，啟動時間=1.288S

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

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