本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑
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概述
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u( T$ q. Z% \* R# n5 s/ `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。! I6 b$ A6 i- R% l6 G
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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。
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CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 ! A& }9 [) h; K4 E' U
关于CR5241
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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。
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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。
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+ ~# ~6 V- [' ]4 o. D3 L& c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。" l/ z+ p7 D! X% ~0 Q4 H! [+ Q
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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。
: C8 U5 E' _: N5 L! z5 A/ G芯片特性& k4 K4 l' j5 B! N
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● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
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● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
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● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；) G% M% \$ G2 i d* M2 g$ ^
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● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；* v) N. @* X* \: Y, j3 z- x0 t5 r
, |- n$ ?! X s/ B* T" C# {+ `! h5 O- ^● 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”# Q6 q2 j" {1 `# K1 m
/ v* [; D8 X& l● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；" S9 y1 K- q( N/ y) R6 s: Z$ D
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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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基本应用' Q8 N8 N! Y% _& l/ x/ x
, h5 L8 j- [0 A6 e
电源适配器
b6 h; M9 I; G- w% b. @# W
2 h R2 j) z) [7 a, L开放式电源( y* z9 ~' ~7 c
' E" D- g8 n& I4 h1 b: W0 ?4 ]数码相机和摄像机电源
! ~: w; I/ [7 a$ m. l1 o0 K* A, S
- q7 z6 w/ {# [& ?1 n电脑和服务器辅助电源- ?- e" K5 J( \
& u" {9 H2 B! |/ T: Z机顶盒电源2 E8 p0 Z$ n9 c3 I* }/ O$ ]/ w
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掌上电脑电源8 [2 d# D! T8 t3 A6 a2 C
$ [0 } K4 `2 O- f: _引脚分布9 d/ C0 u% Z, p; a# @
7 W, r4 i; P; E4 s: B7 b
& O. l7 D# ^6 m" A \( f) N. z" Q# N% O/ f5 w
引脚描述
0 e. C0 w! E1 B* T
8 V# }1 B0 b+ W6 ~5 W7 i; X- D' e; |9 Y, N
典型应用' F5 f( Z; E0 e9 G" E
+ q& I4 Z+ }; o0 B! |5 Z1 `
2 z* T4 [; F8 i- ~; |; S7 }# k7 s
, q" J7 K4 y/ H' C& T( h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。- H& k; g$ M; j) ^7 o+ n
9 R2 c c1 K4 c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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3 x" s% d* V7 Y! E6 H/ S. y" E2、样机特性：
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; L" N! d6 {! }5 L2 {0 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。
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8 y. R; f0 H- g. e0 Z2.1、输入特性：% E8 v' ?4 O9 g- X. R
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2.2、输出特性：6 f5 x! ?# Q2 z) R+ Q9 G% V
2 ^+ X( [2 I$ G8 ]0 z0 Q+ |
2.3、整机参数：) l r3 `* m; Q0 a. H1 K& t$ D9 K
% C9 Y2 Z0 q4 a& t2.4、保护功能测试：* F: t3 l1 Y! t, J
6 s3 A1 c6 m }2 S! d s
2.5、工作环境：
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- Y+ K2 { q1 X% X9 w+ j, S
* t: v3 k3 G6 J2 J5 I$ i( i
2.6、测试仪器
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0 `' _" C, Y! h9 J8 ~3、样机结构信息：
% J' r$ d X8 y3 O0 u, }( d* ^6 Q Q4 l! D9 T
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。
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3.1、电路原理图及PCB 版图：$ |/ b6 R6 s0 k4 x0 X6 b
7 ?3 o, B* t, `（1）原理图：
# B; t* s/ m) b( P3 y: ^
3 a2 d. _' ~# M0 K0 N) [$ J. T（2）PCB 版图：2 b9 e! l, Q* Q7 Y/ O& l5 }
8 N# A+ _# Z+ a% z P7 V G$ \
/ a8 q P* {6 u& H6 F; y1 N$ r3.2、变压器绕制工艺：6 L4 r+ g+ \6 {4 \
* ]+ F B9 \9 E0 b( [3 u! N# _
1）电路示意图：
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5 h4 e9 H% ?, y+ B6 _（2）规格参数：6 T% t3 L) S5 W8 A' \8 P$ _# p
( P$ S# `' V" Q" }& \* u
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
2 I+ N k6 U v1 Q6 x2）材质：TDK PC40 或同等材质；
9 G1 n/ y: O; I+ m6 ^3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
U( e' F4 q: Q, U8 `) Z4）次级: 三层绝缘线- ]* e" @5 K4 Z. U: i. e. P
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
$ w8 z" s6 p9 x! R0 W8 Z6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
! a# y7 E! \4 f' ^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）)
$ {% ^: n2 d0 N8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
$ N, O% ?" m9 L5 Z9）成品要求:浸凡立水' j5 v0 V% ]3 q* j
/ V, v3 t$ l# G8 e
(3)、变压器参数：# j" ?4 Y4 _- Z
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（4）、变压器结构图：: C' e! n1 ]; z) Q7 a" Z
3.3、元器件清单：( }) I& z1 [- }: ]1 `# Y4 Y+ ?6 g
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; q- b) a3 G8 X( i+ k: c8 |/ L4、性能测评：
6 A, \1 R+ ^3 T7 d# Z/ L7 e: C4 U! Q7 k5 q
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。
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3 S7 N3 Y5 O. g, Z8 B; a7 J4.1、输入特性：
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7 m8 I8 l! [7 U# m' u' B- h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。% ~ ?9 I7 u+ Q2 J7 P
, Y6 m0 a( H/ T# v$ Y表1 、无负载待机功耗(无假负载):4 x* i. }( H$ Z0 z7 d% F X
, {: {, T" H- |( p1 W3 }% y
) G J4 z, S0 G+ D# h" [
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
+ O! N+ \) X$ l D
3 T* A" ~( I) Q& K; B5 H, n2 y: B/ r2 N3 a, V
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
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+ p: t# V* \0 K. K8 g" G9 E表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
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5 X5 r4 i! W6 d! M' s+ w$ Q u
4.2、输出特性：2 X. z5 \* p5 g+ K9 n. l* k6 y
0 k7 \* M0 I9 k2 j% o: }注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
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4.2.1、线性调整率和负载调整率：
! }6 i# c- t- O; G2 V! X0 r( ?! N5 V% A0 i( R: t
表4 线性调整率和负载调整率:
7 h& P0 I! @3 Y$ v, `, L5 T. V
. p4 {, o: y% ?0 v4 `$ f4.2.2、输出电压纹波：
+ ^, _; g; ?2 q$ W2 b$ ]! Z5 B0 ~3 Z( ~
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。7 j# T7 y$ |% |4 ~
2 u! i0 @. e" n4 D2 Z* d6 V表5 电压纹波测试
, ] s# l, x2 i5 }, w1 I# x6 _% {4 f% l
纹波噪声波形图：3 x5 S% t- G/ m' {; Y
1 i8 Z% r, }8 [
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load 0 |- N/ _0 b3 P' P
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load - a/ J% l. J2 X' l- U
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
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Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：
; C! C( r+ |( f' @9 b5 g4 N, ]1 W7 } Q: G2 z
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
0 X; U, D: n; o* }6 m: P( ?% g: k; q) N5 v% {
4.3.1、过流保护：
- |8 Z. U6 z2 R3 e; n; C5 b: J7 [7 ` o- h1 G' J5 l
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
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5、其它重要波形测试： ]+ {' C# x: S, v j
6 s# `) g2 ]' l* y' Z
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：9 N' X2 L- e$ d% D4 L! e- M3 ^ A
/ v& s. G" w4 s- F
AC90/60Hz，100% Load 4 V; g" j u3 E1 I' T
AC115/60Hz，100% load 7 Z/ t( S: |9 A
AC230/50Hz，100% load 1 X! v5 c0 b7 |8 t/ X/ f. i
AC264/50Hz，100% load / D) j3 }# T" n8 P0 o
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S ; |' y4 e: i% d- _$ `
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS ( I+ o: x+ b0 r0 N9 V
6、EMI 评估测试- n2 | W: T6 J
( C$ _7 k$ x' c4 _- ?测试条件：) h- I0 r% ]8 e- i2 r$ \
- Z& _3 M& d: |
输入：230VAC50Hz；
( ?+ E& t& w; ?5 {输出电流：2.1A；
+ o- U" ]6 z$ \ W" L' A; T- w负载类型：电阻；
8 V- M5 l' h6 T9 A: \限值标准参考：EN55013、EN55022B s2 C0 A) b3 x: c j. e4 p
0 w3 B2 W' V2 @5 F9 s7 O
传导L 线测试PK+AV
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传导N 线测试PK+AV $ }" |# u+ i8 l0 _
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-5-13 10:16:24
提升卡
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沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡