本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑 8 Q7 h8 S9 F# Q
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概述
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$ p7 C' L+ A, D+ p& F5 n( t: y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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8 t+ X4 d5 O. G; L! s0 [1、样机介绍：
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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。
5 m' l0 _( _6 `/ S7 m2 e# f; Z% @* @& |) @, H+ Q- t
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
& n6 Y- q& C) w关于CR52417 k1 L8 ]+ r$ g$ T1 e( M8 Y
0 t! H5 i) t0 `; z7 n ?+ u Q: sCR5241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。2 Z9 l- u9 q- i
% V) T# _7 E6 t1 [2 t6 V' t4 X
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。
" K' D. F7 l. [" r6 B) E F; N# U6 F' ?! ~$ ?5 s( j3 c8 Z ]0 z4 d4 F
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。- Z1 ^1 r" R5 P `; u& y% t2 Y8 w! j
8 U; @9 W$ y6 u
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。
) V$ H: p7 v6 C% B芯片特性
$ {: u v4 J2 ^' R. Q
3 {0 R$ b/ P( a% Z* @( y0 `! ]● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；$ h, E1 V1 v+ b7 o: c
1 h7 z: T; c, s8 a
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
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/ M1 v5 Z# \. P6 P$ G● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；# E; q" X( A8 S; ] h* c% R* q- ~5 u
) Z6 e, V& v' m0 h● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；5 M, A3 S5 u7 Q% J2 M! k9 J4 k ]
, h/ y" a6 w! c0 ~2 j9 [- I● 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”7 i& O+ v9 a9 Y8 e$ ?& I; A
' t) p4 a) M/ g5 ^2 w+ S, |# @● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
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● 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。
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% K; y# p/ W& T7 o5 X* Z& |3 t- v基本应用/ N L( R# e: N0 g) l1 s& z! w( u
' U4 c @' k, l) N0 d7 { {电源适配器 y+ ^' _; J/ P7 M0 P. E
' N3 G1 W7 b# t! R开放式电源- l4 _$ z, p g$ W: D
0 {% d5 `, _6 A8 c, n) k. \! y
数码相机和摄像机电源6 Z \+ z- v, t, o' I/ @# w- j
9 c; {$ g; `2 {: D7 J电脑和服务器辅助电源! I, {; S1 d2 E* {
% q8 r0 a; ~& u0 i2 z% [
机顶盒电源
9 v9 V2 Q0 ~, v1 k+ p3 B& H% U/ [
9 ^9 A9 D, W( h7 |掌上电脑电源; s& D+ e8 R0 p2 _" ]( i' H/ ]
0 ~$ L" G3 @1 W引脚分布3 @4 C0 p( Z4 x3 T5 n* K
0 e, J1 x0 H4 C* l8 t H
# {, q5 j/ b5 P4 O$ J# R- Z l5 R/ q1 C1 i3 v# ^8 G
引脚描述2 b' A( j( {" c/ s4 ]% D5 x
' T! _4 [5 Y) s! |. y
9 Y x J4 m, }: E+ h3 h典型应用+ e( e* t( _) m0 H1 F# r' ~9 W
8 Z) H4 C* E4 x. p& _- ~/ O0 c7 U* ]0 w9 T( p. H% S
2 l& m- Z, x2 K8 k+ r* 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。$ c" `0 I: ^- U4 _2 ?8 \! \
: G9 j+ [+ H4 d$ z2 C0 p Y8 n: p, h
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。
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8 _0 c K/ r0 l2、样机特性：, y( O g b4 |+ n. Z9 y" ?& E
% p2 ^+ w# L9 R4 D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。
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2.1、输入特性：5 J7 r+ l+ {7 _4 B" t3 [1 J
0 R; Q% W+ q% k) ~$ e9 _8 P
2.2、输出特性：
5 e. _ \/ o0 k) ` c
0 m' @! H, O3 P- z$ N% T2.3、整机参数：
) K( A H \: @6 `1 L
1 e* s% X8 Q0 s( g
2.4、保护功能测试：4 G I2 U, E1 A% E- g0 _
5 L+ t& m1 ~* Y; Z5 I7 b' H
2.5、工作环境：) M5 j6 m( ~+ T5 I
+ E9 q1 y' ~0 [+ E j! Z4 W! H* D8 d" r5 G- J
2.6、测试仪器% G4 y& Q9 B& i3 _, R; Q8 T* @% r
) M& \, N2 E: C+ @
3、样机结构信息：+ k7 t, ]5 p8 |! x; I+ _0 o; I
% v; H- X1 ~/ X+ s; T/ |3 Y! U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。
/ K3 h8 p& x0 s+ h; J# E7 D" E0 V: m7 Z& B7 a9 q" Z4 y( D
3.1、电路原理图及PCB 版图：/ @2 d1 u9 O. v1 d* T* W6 S) W
) G% [( o$ a/ q4 ?, n（1）原理图：
, l3 m5 B( }8 M6 G4 e9 l* l( z8 U3 \6 R" R6 i+ p1 D- C
（2）PCB 版图：
, i1 s, A: w( F6 u7 M" J F) j0 M% O/ t, ~* c0 _
& y$ I$ n8 X( [, ?1 B3 I3.2、变压器绕制工艺：
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# u T6 N- D3 h, g; K" n' ?3 o* j1）电路示意图：( L3 B0 Z* c9 s* T4 ?: I
* r3 Q9 E( ^0 Z6 [3 @/ o. ]% w5 _+ z0 c" Z. A7 Z+ o
（2）规格参数：
& j( }7 I1 P; |) ^# a/ S3 Y8 @
" o" f3 g% ?7 M1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；8 o* T, h8 O5 L, ^
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
8 i, d' ~1 H! q! C1 k3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
, f: p' F8 C2 t6 H8 @4）次级: 三层绝缘线
! ~' W j1 z4 S5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质) K. \; \& V$ \: ^5 R. V4 I
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）； ~5 k) S4 A" a. F; @3 }" |! b
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）)
$ X0 U6 }6 X0 ~5 I; @8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
+ o: m7 @: j% Q9）成品要求:浸凡立水
) I7 A) C4 N3 Z9 p2 v5 h
/ y# ~" I( c: a) N- c(3)、变压器参数：+ Z+ V7 ^" J/ J3 ^$ V
, @ N( r7 Q& j5 G. p# q. z
' J7 x' U& c9 k4 |" m; b（4）、变压器结构图：
; Q& c* Y, ~, ]0 L% E5 Q3.3、元器件清单： ^/ I# i8 K" N8 J! |5 k4 G
' r0 Y$ c7 ~$ w4 Y( A5 y! M
# {+ h7 V# \! A4、性能测评：
* R; B8 k; o# }( G& ~& q7 ^6 X7 x/ I3 }: L2 x- n
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( e( M( E3 l7 n# C; `2 N1 H0 E9 Z
& F" Q8 h; h# e( J4.1、输入特性：
/ n% n0 Y0 @+ a5 t
9 ^2 j/ x1 f4 T% l$ M2 K/ n+ q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。
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表1 、无负载待机功耗(无假负载):
( ^2 }# d0 L- d. }- ^9 g3 j& c9 I( C' L- I, O. N0 T W
. v% a) E+ N7 B0 p/ o
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
; ?( {* |9 W5 K, `: B
/ K, ?& r; \6 u4 D" x9 u1 D
# G6 p- _% j+ t4 U表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:+ d. n v, A) G4 }% j+ H
/ h& N% v9 F( W1 S0 ` o# i0 l) H% c. g
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
) I) o. L( T% U- l& s8 E1 v- Y5 ]4 H3 q4 A D- j
$ h1 k1 Y7 e5 l; k/ V
4.2、输出特性：
% l, I9 ^( X8 z5 ~( R6 m
1 ]+ Z3 r5 O% a注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
; d6 u6 {; H: D2 |
5 n/ t- a1 W8 c I& \0 d4.2.1、线性调整率和负载调整率：
; W3 g" T! l& y7 t T, V
+ J9 q9 s2 B( C' p6 T7 f表4 线性调整率和负载调整率:
4 u) F2 k- z! k# R( F( W8 q" ~( |" J5 j$ \" v
4.2.2、输出电压纹波：
* i' d* } j$ J$ V1 ] O% W& u, {3 w% {. a0 X1 m# p4 H
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。$ ]) H6 N: J4 U; w
3 P# A; H) \; X) w3 y表5 电压纹波测试
0 u, a; g+ T8 {) o( q
* `, ]4 C" y6 N纹波噪声波形图：; u1 T( h) l* g# |$ ^/ B
5 |9 n- h3 J n! ]' T* e
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
6 S1 c9 m' {6 ~; Y
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
" @5 x* F: f* p& S
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load % G+ @2 b( Z; z. J
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：1 X$ D# y5 p4 K$ B
8 I) a4 s* [2 l$ |( r5 m以下涉及过流保护、短路保护的测试。7 X; ~& O2 T; V' t# X# p
3 S. a9 T, f3 t, Q/ Z7 r4.3.1、过流保护：& u8 I: ]- X- ~1 W$ t5 B+ g
' @% t$ V( ~- ^" Y4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
* Z3 x8 \, ]9 _/ K$ m) f
5 v8 v, |$ A( d- o `# |5、其它重要波形测试：8 ^% I8 `( I, B( b- P% n$ G
4 Z8 H. w+ h, M4 h% O: wDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
+ ^3 Y% O% Y0 z9 w! S2 T
, R, M( E4 J: J' l& V
AC90/60Hz，100% Load - o+ U, t2 |7 F+ m9 S" J6 V2 C
AC115/60Hz，100% load
5 V+ }# d! w$ s" o& G0 \
AC230/50Hz，100% load
6 k4 o( F0 u1 T/ S" U; q0 S9 r
AC264/50Hz，100% load Q4 c Y9 a) O v
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S 9 i3 q8 R& D4 d& L$ s+ `, S
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS 2 V+ F7 `) J) E7 P
6、EMI 评估测试& [& E7 v* x% W' t0 p W
/ ]" n% C+ K, ?6 b测试条件：7 ~" k+ w7 _3 a# F0 m& U
( b2 Q5 j6 p4 W# I5 @输入：230VAC50Hz；- s7 K3 \ \: N$ d3 Q; ~
输出电流：2.1A；
$ O' q5 i$ F" }0 N' \负载类型：电阻；
! N! ^! v: j# D% X2 I. @限值标准参考：EN55013、EN55022B
1 [1 x; V, x8 p% f5 B5 ~; x8 A& W' i
传导L 线测试PK+AV
" B3 l1 d: I1 V. V' p
传导N 线测试PK+AV
1 v) P+ @* `9 Q4 P, C& L
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