本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑
9 j5 P$ \- I( }7 p) U
& L5 }8 o& n9 m- T6 b' I概述
3 e0 {; l7 P0 x9 j- O h; ^9 |3 ^ |
+ c2 ^+ C" [( W* T O, {电源芯片被称为“电子设备的灵魂”，几乎决定了所有电子设备的综合性能，而本公司是专注于ADC、DAC、PoE和DC/DC 芯片级解决方案的高科技企业。今天给大家推荐一款本公司主推的CR5241电源芯片。
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$ c3 D, F$ i$ G" B2 p* E$ |1、样机介绍：! w* @2 Z" J% r+ E* Q0 D' P
$ H/ {! X) s/ P0 t0 p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10.5W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR5241。0 W$ T. ~ z: Y% }8 F* j
: S9 E1 m+ o% L0 P
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 5 B5 w2 j5 `+ h; B
关于CR5241
. J/ r( K% |& v$ ]" X: [8 R$ P1 T8 Y l3 A; n a
CR5241是一款采用内置高压功率MOSFET，具有优化的图腾驱动电路以及电流模式PWM控制器，适用于待机功耗<100mW的小功率AC/DC电源适配器、充电器电源。
* g- X9 w1 k4 T& j% e, ]# N0 T8 |# w0 i& j) ?
CR5241在重载或中等负载时，工作在PWM模式，频率为65kHz。当负载逐渐减小时，振荡器的工作频率逐渐降低，最后稳定在22kHz左右。在空载和轻载时，电路采用间歇模式，有效的降低了待机功耗。
& V- B- i0 u0 C
8 }, I6 e- O8 U+ F6 d3 P$ g芯片还集成了最大输出功率动态补偿模块，从而保证系统在全电压交流输入范围（90V~264V）内最大输出功率点恒定。
* t# A) t; c2 J' A% U ? v) x% A7 I X% o+ y$ f) \+ O+ o, L
CR5241集成了多种功能和保护特性，包括欠压锁定（UVLO），VDD过压保护（OVP），软启动，过温保护（OTP），逐周期电流限制（OCP），过载保护（OLP），SENSE引脚悬空保护，GATE端箝位，前沿消隐等。
. N" P+ K0 N8 J) h' p# l4 O芯片特性( M( N& a3 k$ G P
, ?/ Q6 Q& ]4 @! n8 r/ ~. L5 \
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；4 p: _( n; v* U' c4 Q
! l* ^( W* f& F, \' M7 E. a( \● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；3 v3 f4 l P+ \0 O. F4 }
# J/ L; N8 \/ g: u: h# \
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
& Q* O' y' f8 q0 u+ r+ x" b4 T2 H
● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；& } |3 ^1 N# @$ I1 E* h
4 K) f( x( ^% d: H
● 输出接20AWG 1.5 米，四点平均效率:>80.0%，满足“能源之星V2.0-VI 级能效”$ D* h; b/ u( x7 Q: C8 D. e1 ]4 f
. |$ @( M+ B6 z% U' a, Z4 l/ v● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
/ D6 i/ m6 W7 V2 B
9 ?, T1 F) m3 E8 F. R9 ]● 电路结构简单、较少的外围元器件，适用于小功率AC/DC 电源适配器、充电器。 U/ M# E: C+ \) e; j- R, e7 O
& ^8 Q# D6 O+ Y2 N
基本应用; e% U) }. k& b- o+ a
, J s6 L6 d. G. v' l5 J7 e; ]' ^- L3 B电源适配器/ m: f: r4 P# U0 r
4 M5 L& i7 S1 o9 V$ O
开放式电源
* n" W* }6 f2 D2 p: j! N. Y
; L" x0 |3 }. C5 j$ [( w h8 e数码相机和摄像机电源 |5 G' ~; x( Q
' a6 Q+ q# X6 t+ f" l4 `* t `电脑和服务器辅助电源
5 a L% s# v4 P; M7 Z
5 | U5 B# {! }7 y1 z! p机顶盒电源
5 {. A$ P- c% P( m @+ C" I- d9 A; S
掌上电脑电源
; E5 G2 c6 e0 f, X2 d
y8 ?' A, h4 c; L6 Y引脚分布/ w; v0 f4 [4 i0 s6 p
7 A9 t3 ]& D( }; n- `! f: e- b+ R& t
# D# N4 K, H0 c) n* W/ u
引脚描述
+ P" m! U7 d" c, y0 ?6 e( u9 G7 C1 ^* i1 z
0 u4 `. S4 D1 r6 `' d6 G5 Z典型应用( B3 F; o; X c( ?. b( ` G, {
3 a# }8 k& n. F& I9 W
/ `' j" q+ H) i9 |6 U7 q( i% _) E& c+ O
该样机大小65mm×38mm，AC264V输入待机功耗<100mW，平均效率>80.0%，能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”标准；具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP自动恢复”等多种保护功能；由振荡电路产生的频率抖动，可以改善EMI特性。1 W& X0 [8 }9 d* S5 U. L0 H
4 \2 E% j* t3 t N) ?3 s+ ]
样机的变压器，采用了EPC17磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。/ m, i9 {" \/ R# P
; L0 Y, d3 [ N, p2、样机特性：
1 K. [2 C! i9 O/ l5 l
) b* t$ c% Y! Q# j6 e' X3 s4 t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。3 f9 \7 n. c% R7 s# `7 \ e/ h9 ]
: r! j9 J* u# r3 x3 {" _% k
2.1、输入特性：# G) u* s/ B3 b* M5 v3 N5 T8 p4 j
5 R: N8 o; r% m) h2.2、输出特性：
6 P% a) R6 x+ E0 C+ S- |) ]
9 n- ]5 Q9 P0 E8 k6 @2 Y- D3 O8 Y
2.3、整机参数：
/ s" h4 u( q9 u" Q
" w" N, k: g4 Z+ P2.4、保护功能测试：
5 c' s! a& `' h" c
# J) i [+ a+ i4 A. d V6 e
2.5、工作环境：2 E9 v) z. W+ |+ J: {% f, E% n' b* O
5 w L. I/ R' i. `) T9 W
( G- i) E2 H( d) @
2.6、测试仪器
8 x2 Q% X* D6 f8 t- j/ S
$ \% n6 r1 L: j3、样机结构信息：; K; O- q+ ]( g$ i1 h& G
/ i' r! n& ~! N0 \& n$ l& `0 g! X本小节展示了工程样机的电路、版图结构，变压器结构及工艺。
; I% }' @8 ^$ w3 h7 {& H9 }+ L% Z: P3 O8 w8 C1 z* b ?1 F
3.1、电路原理图及PCB 版图：
: n! g" H7 u# C- U/ q
W8 u9 [4 p! i, C（1）原理图：* e0 c" O/ B* l" O) B! M( ]8 n
! i7 M/ P: ?: x) u$ g: z8 ]
（2）PCB 版图：+ o! S$ q7 l+ v( l$ A. N" a, y
- I; C' ^- X( Z/ j) M8 ^
$ Y, {( B6 I% o e3.2、变压器绕制工艺：
5 M/ J& |6 A, g d
7 q/ G% ~' f3 q( P2 N0 O1）电路示意图：, K2 g. U/ l) `; y1 h- r9 t2 K4 F
. Q0 a' T: D7 F/ |) w4 o
! I1 v/ |2 o5 @/ X
（2）规格参数：+ z8 O O3 c, h1 b; L* g( F
& V) e( C$ n# m0 v& I1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；% d4 H2 _( B4 w* y0 \& V+ @: i
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
* c) e" Y3 i$ `, a6 n3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
8 l& y9 h7 X7 f/ A' J3 @4）次级: 三层绝缘线/ W4 A U7 D1 ? d9 D* [' Y/ D6 ?
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
; u9 m6 ?' c P6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
# n! m; |+ z3 {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）)
3 q' P u- q" u3 d# G9 Z0 ^ y8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min$ M& Z8 a& ?/ R: Z* h( h
9）成品要求:浸凡立水% R9 J0 R* T3 {. J
, w1 w% t& V" Z9 s
(3)、变压器参数：9 l* _ K+ ~- I7 }$ ]
, V5 m5 S/ i+ Z: K- m7 |) L
! ?# C p! U/ W# D
（4）、变压器结构图：0 D) s1 @$ p& B- D9 ?
3.3、元器件清单：! H2 \9 C& l- i! r
: |) y; S4 M5 F/ _5 d- I
8 V' R7 W% V k2 f
4、性能测评：6 b8 m* B5 v% C" M. `
6 O+ {! Y( [ B% L A% `* O; x" z本小节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。 y- p2 ?" q8 U$ e+ h
1 c. j$ ?0 ~7 s9 L4.1、输入特性：; @+ u/ Q) ?; c: k! Z" e
( g$ W- `/ P/ P" u" c. S$ \本模板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。
4 j' f9 n" G6 ^/ `1 K; T6 ^6 k( o- L1 Z& `8 @2 L
表1 、无负载待机功耗(无假负载):! i! `& z& j' W, ?: Q
4 m# Q8 F# i0 O
8 I) i% T+ W z" ^# z( g
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
0 L F7 ^( v5 N/ `7 M- I5 F
: F( J2 K' ~( J0 u; S: Q4 c8 B" ~' O; ]2 y* {5 F% t4 s
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
1 T6 Q+ \ ~- M8 |) h8 Y9 f
) B: Q4 r0 U Z0 e7 K5 m5 B$ G
/ t- A, P0 |1 {) C- o T表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
2 \2 M& v1 i3 i5 X( w
! m5 d: C; Z3 l' {' u: K) W% q } ]
4.2、输出特性：
% u) S1 Z+ w# P
* V5 G: k' `. A) }6 A, p注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；- ^; k: Q" ~& C* Q& H# F
4 H, w% z4 W: ^% u( F! J* w4.2.1、线性调整率和负载调整率：- i# D1 }+ U9 G6 D3 A. Q. Q4 \: ]$ T
) H3 z5 w" y2 j
表4 线性调整率和负载调整率:# B2 G* L( ^1 Z
5 n$ f4 L# |7 z8 r" s7 Z
4.2.2、输出电压纹波：4 ^' S: _# B; ^$ I: I* B% [$ A
3 y( g# ?6 ]: D; |7 g% C' A+ j
注：纹波及噪音在20AWG/1.5 米线端测得，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。) T; b" r! W* K1 N3 w" p* e
; i0 x( u+ @3 ]表5 电压纹波测试0 o, F$ `/ H5 [" c& E
8 E" w0 z7 n% m% G纹波噪声波形图：
9 u6 h1 g. C6 ~# |- k' R! i- e" U" i2 ^3 |+ }" m. u6 S
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load ) m6 [- v; t& a' Z2 h' w
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
( \1 n+ j- V! d& }% t
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
/ I; G' o& _2 D" h; ]8 K0 Z, S2 Y
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：. _5 J8 V, `7 G
$ @, t2 o& e4 W& Z+ f C4 [以下涉及过流保护、短路保护的测试。5 p; ^, f5 g( ^6 `
" q. `1 }% A7 f+ ]0 n- ]' E
4.3.1、过流保护：
$ c6 m% \# ^9 L. f5 @% G) K2 z, O' G& g# Q1 T; w) B0 U
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
+ H3 h* I* p' u% W! i( n1 M0 M0 ^9 X* W! [/ P2 r! r
5、其它重要波形测试：+ N) y1 Y+ \* i6 O* V# t* ?3 z [
4 m0 l. y0 e& u6 U6 D- @DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：3 K- r6 n6 l5 O
( m* h) R9 {4 p' ~
AC90/60Hz，100% Load
# e! L% F1 B* c6 O) E1 R- s1 P
AC115/60Hz，100% load ' B: W6 Y; N5 A, p" n
AC230/50Hz，100% load 0 n: ?; F k) j4 L: W
AC264/50Hz，100% load
3 C" r0 {8 ~# e/ o
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S $ V4 v; t: N9 t; ^ I- ?
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS 4 c6 q8 \1 X$ ?/ E
6、EMI 评估测试
. T. _- X8 \* P& H, V: o& S, D7 B( {8 }# N) G; [* Z, f
测试条件：* o7 c; u- t, ?! X
) }7 C. ]7 v" ^6 H4 s% n1 c6 B/ N/ x输入：230VAC50Hz；% b# R6 B; m) _+ O, i
输出电流：2.1A；/ [7 O* x. I+ B. f) n
负载类型：电阻；
. e$ O9 ~# @% t0 N* w f6 v限值标准参考：EN55013、EN55022B+ `. g! j$ J# C
/ |1 y6 l2 Z: @4 p& P
传导L 线测试PK+AV " m4 B' T4 |4 `3 v9 Q
传导N 线测试PK+AV
& M5 S/ s$ ]8 c: D, Q& \. t
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-5-13 10:16:24
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡