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启臣微电源芯片CR52177SC电源USB充电器设计实现5W恒流恒压宽电压输出
CR52177SC芯片概述:
1.满足最严格的能效标准,包含DoE VI,CoC V5 Tier2;
2.无需FB下偏电阻;
3.内置高压BJT 850V原边检测开关芯片;
4.设定变压器原/副边匝比来实现恒流大小输出功能;
5.短路保护,VCC钳位/欠压保护,过温OTP保护;
6.外围简单,无CS电阻和VDD自供电。
采用CR52177的反激式隔离AC-DC转换器的基本电路原理图参考如下所示:
USB充电器样机输入规格为90~264VAC,输出5V1A,在AC90V满足启动时间的条件下,实现AC264V待机功耗<64mW,全电压可以实现±3%的CC/CV输出精度;变压器采用EE13磁芯(PC40材质),具体电路/版图结构/变压器结构及工艺可见规格资料说明。样机选用的电源芯片采用了启臣微公司的CR52177SC,样机尺寸大小为33*29*17mm;体积小,低成本,高性能,良好的EMI特性,保护功能具备“软启动、OCP、SCP、OTP自动恢复”,可以省略TL431、光电耦合器以及辅助绕组供电,设定FB上偏电阻就可以实现恒压功能,传统的电源电路是通过外置启动电阻来向芯片提供启动电流,从而来启动PWM控制器开关。而CR52177却实现了内置高压启动模块,VCC电容推荐选用2.2uF耐压≥6.3V的X7R材质贴片电容,或高频低阻电解电容4.7uF/10V,因为芯片VCC自供电时电流较大,充电频率为芯片工作频率,ESR越大的电容发热会越大,无法为芯片提供足够的能量,造成环路不稳。所以不建议选用普通铝电解电容,PCB走线时GND引脚回路要尽量短、粗芯片所有电源都会经此脚流回电容负端。
PCB布局&布线示例:
以下表格是样机测试的部分输入特性,详情请见规格书。
本模板经过在不同的输入电压(从90V/60Hz到264V/50Hz)和不同负载条件下测试,得到的待机功耗、效率及平均效率如下。
表1 待机功耗
输入电压(V) | AC90V(60Hz) | AC115V(60Hz) | AC230V(50Hz) | AC264V(50Hz) |
输入功率(mW) | 46 | 47 | 59 | 64 |
表2 输出100%负载下的输入特性
输入电压(V) | AC90V(60Hz) | AC115V(60Hz) | AC230V(50Hz) | AC264V(50Hz) |
输入电流(mA) | 122 | 98 | 58 | 53 |
输入功率(W) | 7.05 | 6.88 | 6.82 | 6.87 |
表3 效率测试(PCB END)
输入电压(V) | 效率(%) | 25%-100% 平均效率 | ||||
10%LOAD | 25%LOAD | 50%LOAD | 75%LOAD | 100%LOAD |