本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑 8 }* E6 Z$ R) m9 N% T0 e/ m, b
% A! ^- R2 H, n7 ~3 y0 b) Z概述
* G( d2 R, ^, ~0 D
" T, E ^# k, j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。
6 z' U; E* P( Q5 s
( Z) }0 {8 x6 a3 n1、样机介绍：
9 j+ n. T6 r! o2 h2 C2 Y; `. j# n5 r% t9 l. l* C
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 \: M% E! g+ n8 E" W' b; v3 v! q2 F, d0 |/ |3 b
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
5 p$ Y. B$ s. `. B. W/ e" Y0 U关于CR5241- ~, Q: I4 m8 m: g2 ^8 }
. W! K2 L( c# \# M5 ~
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。
6 P" P- L+ ~2 c q9 e
7 b: A0 \, V4 m I% v; GCR5241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。* L$ T! O+ l' y! K! j4 x7 a1 a
3 y: }% d# ]+ E! }
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。* g; T9 C: I. R: O/ q
4 N; c! ?) W! v9 B0 UCR5241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。
' c# j8 P U1 L" p8 r芯片特性
2 A4 L0 k) ]# d' x4 R8 q' i. N4 Z* U9 T3 E. O( t
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
. A, K+ W' k! _
4 {+ W: z4 t, a' t1 B5 a0 c" q1 h● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
. d! i! {4 ?3 ]0 R8 I- Z
( |; }8 ~) q% w; O● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
# N- J9 g& K) T( F) c5 {. r5 \
) [( j4 p3 ~6 x+ J● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
; |4 K! u6 D- \4 Z8 b' G/ e) e
) D+ W2 k/ I3 v: 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”
! T2 s0 ~5 c! D
2 J" M, B% R* ` O! s% n2 a● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；: n3 Z; k4 V, c+ Y+ r9 T
) ^' u0 ?8 e7 |1 |' u$ I, z0 R) y, D
● 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。
& [3 P, A( |/ R7 W5 H5 D+ O8 B, u
基本应用
2 a6 z% c/ e5 }
1 {- o: y: B+ O) u% s. j) M1 n电源适配器
# q9 N% ~( \+ R" u8 ?' b4 y' w1 S8 @& O
开放式电源7 h0 ^0 n9 ?% r H. D
6 M2 m" k; Y7 }, H# h数码相机和摄像机电源% o# m% E, d* a1 w( q
( }0 z7 M4 s7 p4 y) ^+ f7 H( V# b电脑和服务器辅助电源: ]) W: U. f7 ?6 V* @. u
% t, p8 q. E2 M
机顶盒电源
$ C. Y2 k& q: B9 i( ~/ B- c9 |5 q- P2 }
掌上电脑电源
; e7 J2 N3 T. k- q" Q4 p( |4 F5 L2 R+ j# V8 u' J5 i! O
引脚分布
! f( [4 {' E$ R7 U G8 B# f1 |+ G, B( o# W3 u" A4 r4 R
0 w$ p, m0 F6 F* `
1 n, k8 b" r+ n. P( `8 _, k& U1 n引脚描述
" K8 o& G, D. X+ r( }! m2 ]3 {; f0 B0 O- K3 l) w% a
- t' B: u& f* @# y
典型应用
- q1 F- o2 V8 Q- @6 t
; p0 G G; M5 R5 t3 }# M$ q2 |2 M5 J" |" k
! x# i- w1 I# s J8 i; h; {# i
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。! F9 ?! C6 `: u* Y, u- f8 {( I
X: _( e" n9 R
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。
! ?8 Q6 Y; W! w% s' S; [
, q; }4 s6 o% X% U2、样机特性：+ G# |. h8 ]- a& q
3 A# z( T+ i$ E- I# A+ E! w% R
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。, f5 a& `- @' J% ]& O$ N
- u2 c5 _& w2 v" }8 e
2.1、输入特性：
" o! p/ {- ^1 g6 ]0 o R. e
1 S& a1 G2 I2 ]9 w' V d2.2、输出特性：1 f: \7 j0 ]/ u. c8 j
+ n- _/ t7 \5 u4 G: C; Y9 ?( X- l
2.3、整机参数：, k$ J- S: ~- j* }6 ?
: Y" K) t# O8 ?- v, }" Z$ x. I, E) Z2.4、保护功能测试：8 i# b' e6 D2 A6 z) Q
7 j$ @: U; C! U1 Z1 Q+ G; _4 T2.5、工作环境：+ C8 q* x: V; K& x6 o
+ l3 Q0 N+ r5 p( v3 A
: }6 q$ G. Q% f
2.6、测试仪器
' ~6 ^, U Q4 L' J! b3 h, j
: A2 t( v2 b' c# ~/ T( U: j5 M3、样机结构信息：5 G8 c9 {9 A/ d( p: V% K
4 l }6 l- ~2 r8 U4 X }0 [
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。
6 C3 [/ E7 G6 o+ r3 J: L! _0 b
3.1、电路原理图及PCB 版图：9 X( ?; M; a- M& W! y' U
- n+ a! m( M- e4 o1 s T
（1）原理图：
& `% \ B" l5 P/ T" [3 Q2 ]1 p/ H& M5 t) s" z7 i+ p7 W( _
（2）PCB 版图：
7 Q, |+ |/ z' b) L( @2 Z' e7 l
. D: _" _& D5 @. ?, [/ v
3.2、变压器绕制工艺：
4 V6 x. G. Z: [9 k4 g
& b1 Q/ n( r* v: R1）电路示意图：
2 E( E: K, p$ }3 D2 ?7 [& l( Y9 E; \" w! Q$ [, J
! M: O9 s' i' B/ [( v2 _（2）规格参数：
]3 i3 H$ r3 x. U9 N! Z+ B" I
& y2 z0 d n% `! g! B) D y1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；% c0 w* A2 _2 R0 y# R0 u
2）材质：TDK PC40 或同等材质；, v2 W, g4 h* N F9 j
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线! u) C0 N* p/ {' [
4）次级: 三层绝缘线! R+ v1 ^7 \- O: F" x/ Q
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质 G: Z3 Y1 Q' O2 L' B! W3 b C
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
8 l% p/ I# [, p4 s4 Q# o* n- e7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
" X, v8 q* Z7 F8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min: `8 v; J1 ]/ }
9）成品要求:浸凡立水
' ^* }# O% h, J/ U" y. N6 ~2 z% a, }5 j, M6 d
(3)、变压器参数：
' F' S+ H2 ]. X3 P, j7 e7 R( w* C$ U7 @
7 h; E R$ c" J) l（4）、变压器结构图：( j+ h% F2 O' K' L
3.3、元器件清单：! t O$ `& R7 t y9 o
! P* @& a/ Z( q E
! i& m* K# L3 w& ]/ j4、性能测评：( ^6 Y; m4 u( Z
4 D* c6 V$ C) a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。( D p# q1 B( W
; N6 ]0 M; A% }1 F* E& D& @( r5 ?4.1、输入特性：) T. m; \ J) `) _5 ~' `
T2 U( W1 ^) c; n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。
# J0 ?. w& f* Z8 D$ U3 g9 d7 W7 I" B+ T
表1 、无负载待机功耗(无假负载):( d. ^4 F# _+ e6 O$ E& p) I
+ U, |- G- Q4 Z8 X5 U& x, b+ ^) R/ Y! {9 f& N& ^1 K
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
" k' Z/ C. Z) Q/ Y1 U
7 R. {' a+ E$ P m3 f) Y" g$ y" h- X! c# `
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:7 ?1 r5 q3 H7 q4 ~3 H, ~
: O& {( I/ L! D1 l( s1 G2 B, L: h0 @! n# ^* w7 [* j0 H
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:) l2 n x' A! K% K$ P# t& u8 v
9 ?8 v! O) a5 R: w* B0 G
( F- g) s5 E8 \* M: }4.2、输出特性：
7 n% o% U J8 D; u) U8 \, G/ P6 v" R; ~! N S# I& l
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；# s( K- R/ w n2 }/ X& ?8 e& r v
1 f j* P. Z; v$ i6 @/ I4.2.1、线性调整率和负载调整率：8 R# i% {8 i9 W w4 o
$ g) r! ^! C3 E- @0 z# R0 B表4 线性调整率和负载调整率: g$ G/ T4 H$ L! Q# \6 K2 i/ w) G
) j. o2 U5 S+ m7 H7 Q3 N5 G
4.2.2、输出电压纹波：
' `6 R3 ?; @$ `" x7 C8 i( T
! k* d7 a( Q) f/ A2 a4 K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。8 u) w7 p5 N, _
$ y6 Y! u, }, A5 x8 p- p
表5 电压纹波测试, v* t7 R& }' H
$ Z) O9 g# P3 M& _2 s* F% ^
纹波噪声波形图：
. c' M' [' o& N8 J6 M9 L& L, v8 ?. W, M7 o" o" o
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
2 O5 ]9 m7 i' p# P% Z
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
( c! O0 W7 u% b1 `$ J
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load $ C% |0 g; \6 k( ]+ W( g
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：2 ]2 j' q- P3 s
+ I- |0 j7 s+ D" I5 S2 R4 ~' d
以下涉及过流保护、短路保护的测试。2 P; Y( c5 p3 u0 |$ S: Z
* T Y# ?* C F) H2 i
4.3.1、过流保护：+ [6 ~- V. S) t! T* ]/ |! a
1 ]+ ~$ E0 a6 m
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A. j5 G( I0 O( k2 y9 F# N+ B: J
0 M: G* N$ t( k" p4 e5、其它重要波形测试：
* G7 A5 n' Y4 g4 N) M4 {) f$ O/ O0 M6 ^/ L H- n% c2 ?
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
- y4 z/ d7 W/ ~# M
1 Z* P% {# B4 W/ l6 l- S J- V; `
AC90/60Hz，100% Load
; F' }/ p) o( a
AC115/60Hz，100% load ! v5 |0 q5 {3 n# b
AC230/50Hz，100% load
- P6 [! K0 m) I* }9 R* D
AC264/50Hz，100% load $ n) H& w8 n0 Q9 q4 I# w! o
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S : h0 O' |# E) S, p# w
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS - K2 y7 N0 E4 m3 h9 c1 |2 s
6、EMI 评估测试& B' Z% R' Z" E J& c; F- M# P& @
8 s* v u: `& x1 |测试条件：' g/ @ o8 h( ], y$ P
& [, Z1 L1 A8 m, `- L: y$ y输入：230VAC50Hz；9 D- a* _. F+ [
输出电流：2.1A；
$ {; ` i9 A- Y5 M% G% D8 o' R负载类型：电阻；5 T* v7 o6 x8 `+ w
限值标准参考：EN55013、EN55022B
' v( r. n1 Z0 ?0 D" _6 W
! s+ c5 o# l% I$ E( b( F. k
传导L 线测试PK+AV ' f: J8 i2 u% u3 u7 c1 @3 r) M% k* a
传导N 线测试PK+AV
2 O' n2 f+ G0 J# Q2 s
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