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15W充电器方案开发:CX7503BC + CX7537B 极简外围设计

57分钟前
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做5V3A充电器的工程师,最怕的往往不是性能,而是一张越拉越长的 BOM 表:光耦、TL431、次级反馈环路……每多一颗料,就是多一道贴片、多一处失效风险,量产良率和成本全捏在料号数量上。15W这档功率,客户要的是够用、够小、够便宜——能不能把外围压到极致,基本决定了这套方案有没有量产价值。

HONOR CHOICE是荣耀亲选面向海外市场推出的一款 15W 欧规充电器:单 USB-A接口、5V3A 输出,实测仅支持 DCP 协议,不含任何快充协议。内部采用诚芯微CX7503BC准谐振原边反馈主控搭配CX7537B同步整流——得益于这套同厂同封装的套片方案,外围元件大幅精简,单块 PCBA 即可完成全部设计,开发难度与系统成本一并压下来。

诚芯微的 15W 整板参考方案,用 CX7503BC + CX7537B 两颗芯片,就把外围、待机、合规这几件麻烦事一次解决:初级原边主控CX7503BC 内置650V功率管,次级同步整流CX7537B内置40V功率管。整套板子省掉了光耦、TL431和次级反馈环路,外围元件大幅减少,验证和贴片都更省事。方案的输入输出与拓扑规格如下:

项 目 规 格
输入电压 90–264VAC 全电压(欧规版标称 100–240V~ )
输出电压/ 电流 5V / 3A , 15W
输出接口 单 USB-A ( DCP 协议)
拓扑 准谐振( QR )反激 + 原边反馈( PSR )+次级同步整流( SR )
初级主控 CX7503BC(内置高压 MOS ,SOP-8L )
次级整流 CX7537B(内置 40V MOS ,SOP-8L )
能效 待机<75mW ,满足六级能效 Level6与欧洲节能标准 Eur2.0

CX7503BC属于CX7503BX系列中的BC档,是一颗集成了高压功率 MOSFET 的准谐振原边反馈芯片。原边反馈(PSR)的思路是:通过辅助绕组采样来推算输出电压,因此不需要光耦和TL431,次级也无需独立的反馈与补偿电路。其关键参数(依据CX7503BX 规格书Rev1.1)包括:

内置功率MOS:BC 档导通阻抗Rds(on) 2.2Ω,Drain 耐压≥650V

输出精度:恒压±2%、恒流±4%

待机功耗<75mW;PWM/PFM 混合工作,全负载范围内无音频噪声

内置抖频技术,分散噪声频谱、改善EMI

可调式线损补偿;内置线路电压与初级绕组电感补偿(可补偿±10% 原边电感量偏差)

软启动、前沿消隐(LEB 500ns)、逐周期限流(OCP)、输出二极管短路保护

欠压锁定(UVLO)、过压保护(OVP)、VDD 箝位34.5V(典型)

工作环境−40~125℃,最高工作频率120kHz,SOP-8L封装

BC档适用功率:全电压16.5W / 单电压20W(15W 应用留有充足裕量)

CX7537B是一颗集成了 40V 耐压功率 MOSFET 的次级同步整流芯片,用来替换反激变换器里的续流二极管。它实时检测内置MOS 的源漏电压(VD−VS)来决定开关状态:当漏端比源端低约0.26V 时立即开通,导通后由线性驱动把Drain 电压维持在约−40mV,显著降低导通损耗;电流接近零、电压回到约−12mV 时关断。其关键参数(依据CX7537B 规格书Rev2.1)包括:

兼容DCM 与QR 反激,最高开关频率100kHz

开启消隐0.6μs、关断消隐1.6μs;二次侧断续判定+ 防谐振误动作逻辑,避免误开通

VCC 欠压保护(UVLO,上升阈值2.5V 典型)与过压钳位

工作温度−40~150℃,ESD(HBM)6kV,SOP-8L 封装

典型应用:充电器、电源适配器、机顶盒电源、各类辅助电源

在电路架构与布板上有几个要点值得注意:

省光耦 / TL431:PSR 架构下,FB 脚的分压网络同时承担输出电压采样与线损补偿,外围进一步精简。

初次级隔离:变压器实现隔离,原副边之间留足爬电距离,配合Y 电容满足安规。

注胶固定:量产经验上,PCBA 元件之间填充导热胶,既提升机械强度也改善导热,适合海外运输与长期通电场景。

布局顺序:输入滤波→ 变压器→ 次级固态电容滤波→ USB-A 输出,信号与功率回路尽量短。

下表为同方案量产案例中的典型物料,供选型参考(第三方被动件按规格描述,核心两颗为诚芯微器件):

位置 器件 规格
输入 贴片保险丝 250V / 2A ,过流保护
输入 工字电感 外套热缩管绝缘
输入 整流桥 1000V / 2A 软恢复桥(利用其较软恢复曲线降低谐波振荡)
输入 高压滤波电容 400V / 15μF ×2
功率级 变压器 反激,约 15W 设计
安规 Y 电容 跨初次级安规电容
初级 CX7503BC 原边主控,内置650V MOS ,SOP-8L
次级 CX7537B 同步整流,内置 40V MOS ,SOP-8L
输出 滤波电容 6.3V / 820μF 固态电容
输出 USB-A 母座 白色胶芯

HONOR CHOICE USB-A充电器这套方案最终给客户带来的价值可以归纳成三点:

省成本、快上市:极简外围降低BOM 与贴片工序,缩短方案验证周期,适合需要快速抢占市场的充电器工厂。

过全球法规:待机<75mW + 六级能效Level 6 + Eur2.0,轻松应对CE / EAC 等安规与节能要求。

已量产验证:同芯片组合已用于多款量产充电器,例如HONOR CHOICE USB-A 充电器(充电头网《拆解报告:HONOR CHOICE USB-A 充电器》中的15W 欧规机型),以及Tronic 双口35W 充电器中的15W USB-A 一路(详见诚芯微官网客户案例)。

问:15W 充电器方案选型主要看哪些参数?

答:小功率适配器量产拼三点——外围元件数量、待机功耗、能否过全球节能法规。CX7503BC + CX7537B 组合通过原边反馈(PSR)省掉光耦与TL431,待机<75mW,满足六级能效Level 6 与欧洲标准Eur2.0,适合充电器工厂快速验证、抢占市场。

问:HONOR CHOICE USB-A 充电器用的什么电源方案?

答:充电头网《拆解报告:HONOR CHOICE USB-A充电器》显示,这款15W 欧规充电器采用诚芯微CX7503BC(初级主控,内置650V MOS)+ CX7537B(次级同步整流,内置40V MOS)方案,两芯均内置功率管,外围极简、注胶固定,是15W 充电器方案的典型量产案例。

问:为什么这套15W充电器方案的外围这么少?

答:CX7503BC采用原边反馈(PSR),通过辅助绕组采样推算输出电压,因此无需光耦和TL431,次级也无需独立反馈与补偿电路;CX7537B 内置同步整流MOS,直接替换续流二极管。两颗集成度高,整体省掉了光耦、TL431 和次级反馈环路,验证与贴片都更省事。

详情请咨询官方客服:19129316405,诚芯微科技官网:www.cxwic.com

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深圳市诚芯微科技有限公司是一家专注于高性能模拟及数模混合集成电路研发、设计及销售为一体的国家高新技术企业、深圳市“专精特新”中小企业、专精特新“小巨人”企业。主要致力于为客户提供安全、稳定、可靠的基于消费类电子、汽车电子和工业应用易于使用的电源管理解决方案。 诚芯微科技有限公司成立于2009年,总部位于中国深圳,在江苏无锡设有研发中心。公司核心研发团队拥有15+年电源管理芯片设计、研发和生产测试经验。公司打造了以高精度、低功耗、高效能、高可靠性为特点的多品类电源管理芯片,已成功导入中兴、TCL、Lenovo、小米、立讯精密、贝尔金、飞利浦、ANKER、BYD、CE-LINK等国内外知名企业并建立战略合作关系。产品广泛应用于汽车电子、智能手机、智能家居、安防监控、智能物联、通信设备、电动工具、小功率储能等众多领域。