本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑 4 w/ {# h% i: j) Q
' e; r& z* |2 @* A9 h
概述
1 m+ F. J* S% A" W! {+ _5 A) {! @5 x* V; L9 T, o5 z
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。4 P3 d3 t! k3 n" P' ^' T3 V
) M$ B3 k6 Y4 A8 Z1 h* W. F
1、样机介绍：' W' t. l/ |& v5 \; p# a i
2 U4 n& b) c2 U7 f$ u3 f
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。, [4 }+ K2 _) j; I9 t
. e5 _# x1 w; C1 y) s' D
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
# t. u( a& i* w; x) y关于CR5241
3 c! o+ h' j6 ?( [7 c4 j$ m0 y9 \# c5 @! e- r5 \
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。
( ]! L8 W" }3 L* [3 ^. ]; f# U/ Y: E4 L9 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。
. N! Z9 O, W5 y9 w3 q" v% o- s, H9 t6 K
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。
, ?9 Z$ a! z# ^
( J' J& j' b8 e( C1 ?5 r+ xCR5241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。" k$ i. A1 p, [
芯片特性
$ f, p2 U. }3 e! v' b
2 ~& D$ u+ M5 G8 F- \ {● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；& f$ L$ V( n2 B; b! \5 P8 M7 ^8 f5 P5 P
) ~3 f: N) `; d# \2 `4 H$ q● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；& G1 e4 m. `" {+ T7 q/ G9 l
4 a }2 L$ N+ n# | T1 b
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；. G8 p$ X) s$ s1 G( a
z$ `+ l; r( ]/ E+ t7 c
● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
/ o' w+ N# @' t3 O; X) ~& Z+ Q5 D. s/ a: d0 L: w$ b* v# f
● 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”3 O* F7 k H, m( n2 [3 t
, c2 v, t* d6 K% [$ R& @5 N● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
; j8 x* l& ^$ V+ _) Q* t4 \% k
3 s; P% {) @ M6 X) W● 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。' _) B% H6 [( b, f9 ?, w; Y8 O
9 M+ I# r0 _4 a, x. K* H
基本应用
! r/ g( u7 l) L# s( q8 w+ w0 |+ T, w" m- p0 k; L# q
电源适配器
9 H( W* c5 O B: S# w! Q
, k, O1 u" Q: y! H- t开放式电源( v2 Q2 V0 m6 |) q" l# t" s0 q$ Q
3 y# o5 w% N! M
数码相机和摄像机电源) d, d0 Q0 _: C/ M* E7 e
+ y& |% ]3 Q/ S W2 q
电脑和服务器辅助电源4 D) m ?3 Y/ f# w& K9 K6 d
( N* D% Y) S$ Y6 b
机顶盒电源
. g' H& _. W" b3 Y# W5 _0 D# A' c: P# q* z6 P
掌上电脑电源. N! j* ^ r$ p) t+ X
! D0 ^1 n/ |& h6 z# N/ |5 o( m7 C引脚分布& P9 J( \8 H' A3 P( k2 ~
t' U/ [, i6 h' u$ X% C( }) ?! `
+ H/ e; i1 i# J3 Q
8 ^3 C3 `7 b$ A引脚描述0 @, x$ H$ ]1 }& _3 `
p5 L6 V% e3 F9 J& k; ^
# z# P! f4 K6 Z$ Q1 N) V6 v典型应用% k* l3 q. B5 B
1 ]- f0 Y- X/ {% U+ l1 ^, W* u1 {7 w
, d3 L3 D+ r: F8 G7 Y2 _
7 H. v& i- v: g: L& i3 v8 [: R" t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。9 s1 b1 w3 I2 e$ s4 g
9 P6 w& j% X! {9 k) b/ @' t" I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。$ n. D" j8 |- k! Y O1 K: J) Y
& t- ]( \9 v1 S- ^/ I/ l; d2、样机特性：
$ p, p: {$ U% p0 R; a/ Y/ L4 p. q; y* O: K% w5 O
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。
% z# I% h8 D$ e/ T! q) v; z2 L# h) e L+ A) X' C8 P9 \
2.1、输入特性：
* L* O1 `9 ]! s. h. n# B
' M- D% ]( E) F" ~3 ]( Y, M, {
2.2、输出特性：: c3 q6 M* q" o6 [
' K: j! O$ ^9 D- u2 ]1 Y2.3、整机参数：
7 p8 S; G$ a, y0 z# ^5 U* d: x
0 x! G7 ~$ f. N/ x. _3 _( g5 b" V2.4、保护功能测试：
" S, K" B: c, `3 ?1 O2 J. ~
% r6 J- _! d& K3 t7 C, L6 ~
2.5、工作环境：
. Y3 G$ M8 ^2 K1 `
0 S- r- G0 B% B- G7 q- D3 O x2 J
) e) ^! s* o5 X/ }$ T; R6 ^2.6、测试仪器
9 i) l- {0 A" K/ B) U0 m) i8 T
. ^. }/ p' r; @; Z3 T) n) Y3、样机结构信息：
3 p: w9 ?8 q. k2 F- B( m' t8 O( X9 ~$ g1 m
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。9 F; H4 t0 ?' f5 p6 e) A, d5 |
+ l( m6 y: v# f @8 E
3.1、电路原理图及PCB 版图：
; t/ x% U3 A3 L) M5 v* @! U- B9 _- p! P. T/ x2 P
（1）原理图：
6 {# h+ `# v9 F2 H5 B* [8 Q$ Y1 c* W7 d
（2）PCB 版图：+ g( J. ^2 D; w
( x, S4 o0 l1 W) A
L+ {, M- l( M6 A! u3 j3.2、变压器绕制工艺：! A: x/ i& R0 ]! H
+ _: l% x8 t8 H: J3 u. k1）电路示意图：
1 S- }1 ~. q3 A" z7 p
1 @0 C' m ~3 Z8 A5 b
( ?' `! y6 s0 J: n* J（2）规格参数：6 r% i$ a* N) H- _
" j# R4 c8 B& F$ I1 P9 u# b1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
1 U8 M5 p; p! f. M4 p2 [) j9 w2）材质：TDK PC40 或同等材质；
# c; l; A) a* P0 A+ s3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
I/ A% Z2 A7 e7 `8 b" H! C, v8 l4）次级: 三层绝缘线
! x: s* m4 b. ^5 y5 h4 U- z5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质. A4 h; a4 d! I. m/ \
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；7 j8 Z* n6 [- Z3 x0 ~) m+ Q9 o3 N
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）)/ O( d9 F/ y. P" t. I9 j# `
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min4 m: @3 x9 J1 j6 C9 T. N) a3 G: J
9）成品要求:浸凡立水
$ n5 a8 m8 x" I, ^9 F1 x C
7 F9 A5 B- w% h$ `* _. z(3)、变压器参数：
6 a) [7 K5 b. ?6 E' A3 ?4 S P% Q& }% p: P+ o# z
; s h1 y/ H; Y d4 N
（4）、变压器结构图：! l7 w$ B! F7 I5 S' M* v" f3 `, D
3.3、元器件清单：
, q i+ J l- S7 k. }) q2 W4 |
8 T* _3 E' Y& H4 u3 q, F- Q
1 a( Q4 a( m7 ]- C6 W% u4、性能测评：/ J: X5 X$ p! k# L" x
" B# O t8 v4 l M7 I) q; W+ q4 E
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。
$ h6 x% ^& C4 |5 M4 Y$ t% N# f* J3 {1 a* {' }! S3 E
4.1、输入特性：+ b( k/ J0 w* r! U0 P; f4 l7 Q" D
* l3 V: t2 i" r, z8 G0 ?$ u2 }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。5 A8 E! r& S% Z' M3 v- }
2 F5 `/ n5 c7 z% w4 ~
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
( `/ |$ h2 R/ Z
/ G m0 H( g( @5 R6 N4 I" ^" ]0 G
6 W$ Q, f5 x2 X6 J+ `, B0 ^表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性$ x: W/ I9 N: R4 v
- C1 V+ i8 F _* O( K: m6 b7 {# }
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:* W3 g3 e( ? t G7 X k' F& H) Q
4 Z, Y8 [; `5 W! S, Z) B
/ R/ c1 N) ~/ l' d
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
5 w. e. I: \( n' i: @& q9 h3 f) }6 m# t- l" T+ `/ A
0 p! L0 u5 D( X' v& ^
4.2、输出特性：6 {( e: `6 f2 T
- s% c X% @) j7 |/ o' m3 A
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
$ V" I2 k7 k0 P, b+ W
7 u p9 N+ g$ b$ n& g4.2.1、线性调整率和负载调整率：
2 m& R. m* ^) f1 | V. A2 Q. t, ^4 l" H; n# |$ b/ |* V8 ^
表4 线性调整率和负载调整率:) Y- l! |0 I: C6 Q
* |. T& x) m' j" f, ^1 U4.2.2、输出电压纹波：: H X8 E$ J- u: }/ V. z
3 n: Q3 h: u: T/ `9 U% Z% \7 Y
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。
3 `" i/ r5 m2 r" x. p/ K6 k3 F# _9 L% g7 u) E; i( `
表5 电压纹波测试
2 [8 c& N2 k/ }; l2 A( U
$ i# {, e- r6 F/ |纹波噪声波形图：8 z& |9 L3 `. `! E# |, W. ~
6 i* e" t3 j/ ~. |! N0 s
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
/ V M6 U% _/ J# y* W% s z* l8 c
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load : q w" A- T" @0 H
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
+ U F4 R+ m0 J1 t, A) m7 a
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：* J5 B5 s! g: T% ]3 m3 S/ R
0 ~# m; O2 a, q! l; _# E
以下涉及过流保护、短路保护的测试。$ u" D( H! ^) n3 A7 m- t
$ m- b) e2 f7 U" J4 z4 q# t6 M$ P2 l3 G4.3.1、过流保护：
3 t* j1 R' `: |4 l( r/ w* v; b$ W8 N x
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
0 |$ |! w' k, q
1 e. w; _1 Y% |5、其它重要波形测试：
5 G1 r) R6 e" s: R" l+ t' |( m5 M @$ M1 L7 }: i& j) j
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：$ L! h4 y0 w! ?( t4 D
1 A" q, c" `- `
AC90/60Hz，100% Load
+ N, \# z$ I& D! B) y9 j0 I7 X
AC115/60Hz，100% load
; H! O# S k: y7 F6 a$ ^$ C
AC230/50Hz，100% load ) w8 `. B. `5 r' t
AC264/50Hz，100% load
7 k( K' r5 Y' I6 F. M
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S % ]; R# q8 Z4 Q8 ]. M
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS 1 {5 [& F, ^$ n0 n4 B" A
6、EMI 评估测试
- K; e u; u! p, D# g0 A" a3 E6 Q3 A4 T( g7 [! L, Z+ b
测试条件：
% e- d0 ~, e* B8 N4 z1 ^1 v& \' R4 P6 N
输入：230VAC50Hz；
' m3 Q: n* ~. G5 j' \3 s2 R9 F1 [输出电流：2.1A；
N( N' b( d' g6 u负载类型：电阻；5 r" k, u4 M8 E
限值标准参考：EN55013、EN55022B
: z# a3 q# i# I E# B! M
% ^0 ~8 Q* r9 {6 ?( S8 Y' R
传导L 线测试PK+AV " e* G4 z. D0 o3 k! ^" w
传导N 线测试PK+AV # r7 y( n2 d' G+ X2 M! o" g" S+ I
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