本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑
) m- V) K! ^& v4 k+ X' G% J" c9 C1 L$ V0 A( p$ Z3 B0 B
概述9 m$ F) |3 f% v
: Q% p7 I% O: S* r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。8 r" R b- K% t8 e( |
- X- E8 Z( |+ {# ^1、样机介绍：
9 Y2 e" i* Y- r: [4 c3 O; f: W' w/ q: |4 F* p' N- u
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 ]" c# y% x: w4 e7 ?3 ]5 V
9 G' \% K$ _! a0 p" d* O% K
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
6 b* \2 X- Y' {2 m6 `# s1 l关于CR5241
5 o* u3 u0 V& r& G& I, l ?2 Z2 W) z. r. u0 d0 e4 }8 K/ _ J# I
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。; N# @$ ~) R7 F
4 L" z- J3 w$ p; U% r1 g
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。" @7 i7 J* A3 n3 }, v3 ` H" a
- c+ ]) c h/ L$ _3 i- ` w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。
" j$ D/ p9 N. k- S v! G2 P4 X$ q$ |& ^8 V
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。- X" I. Y' w' F: C- G7 ~) b0 Y; h' d
芯片特性- q% B" U) @0 l( z2 Q! I- c5 o
1 G' D0 R" `' W' G+ ?2 J
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；7 F, l$ f( X1 t* u9 ]# J: A+ l l
$ [( ?" B8 n' H
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；3 f3 W$ l; }2 B/ r6 K" Z- r, f
' h3 R4 m* a( G; G5 w● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；" b3 ^4 X: S1 `1 |/ s7 M- @0 K5 _
- b, T$ P0 N& {4 f0 v: }" v● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
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● 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”
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● 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。" T) u* N- v* Z- G9 @" ]/ P1 u
4 f- D- e* S0 e, p$ x: g. d6 H$ e2 V基本应用
) W& z/ x/ [1 R
5 f4 v" D: t) n) W/ F电源适配器
( a! D, B* R. |/ Y& v" H
+ g7 A, y& L3 T& ^开放式电源
) N2 c* `4 K0 M8 n
6 B6 t. ^, A4 E. V数码相机和摄像机电源# R4 q* U2 J2 e8 p* D4 Q
! _% a- Z7 h6 _6 F* |$ j
电脑和服务器辅助电源; z: R$ b# |6 Z4 y% B
b$ [7 [ X4 n; V3 ]4 Z3 R. ~, g" m
机顶盒电源
9 x+ j8 e- [ S# Z4 @+ q# [/ g
, W3 \9 V9 }, V; T7 A掌上电脑电源
2 L# f: Z% ^( G3 W: d& W! ]8 Q, A
9 z4 p" y2 w3 E9 h引脚分布
% V1 i% p# n* o1 ]4 \
! @% O$ f# b, a4 @* n' ?+ w0 f3 U2 _' c6 }+ h
/ [/ ]0 D! K' e1 I6 {6 D
引脚描述& x3 d* L) L( m: r' `; B
4 [# y# m( y4 r1 b" m& A
: Z( t8 r* A T
典型应用
8 d4 X$ O! H; G9 [1 k: @9 u8 [7 W2 K3 z" s$ i6 s0 c I
. K3 n9 A8 H) [' U" b: P. `( H
" a' f! H- F4 f7 z/ p/ d6 ]$ u5 u
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。
7 J: A ?5 F. G& N+ v+ }# y
6 b% @# Q' j/ ~% [! ]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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2、样机特性：
: X7 g8 {( k- S
/ c4 }9 ?( ^+ 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。
+ R0 m' D- ?1 T
: o g4 p D7 v" s2.1、输入特性：
' v5 l: P( {5 ~ C
& v' S: w! }/ T% e. X A
2.2、输出特性：
4 F* J1 [& U9 ]8 Z9 j- T
+ t' u* u9 L, j: I* f$ S9 H" `+ ~! x
2.3、整机参数：
+ W# f4 Z0 A' T1 d
, }: A. Z. Q2 {( [$ g
2.4、保护功能测试：
% V" d- E( v) p- u$ [9 {! s, |# N9 h
- h* n* ]# O- H4 i9 d( ?2.5、工作环境：1 m' m$ t* h0 ^& Y# f( w
8 C& G1 _0 S1 v" v5 G9 C1 V. d; H- F! G* y
2.6、测试仪器' @7 ^3 }4 m Q; g& Y
; T" t$ Y) T0 k) t9 S9 E3 j3、样机结构信息：
) v' x6 X! D) S6 B. ]6 Z+ B3 c
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。
" g* {2 }6 _3 {# f8 J
" T9 d+ l: G" a8 c( ]1 s' x1 G3.1、电路原理图及PCB 版图：1 \0 r5 m+ b ~6 G3 F+ A
3 j- s* G$ z' J( @! {/ z
（1）原理图：: K0 G7 i3 c+ \/ Q
7 g; @ M9 ]- T7 [1 T. N! c1 @1 p7 v（2）PCB 版图：
9 y) K: Y) V* @5 p* z S* o/ `0 {% O+ K9 Q8 m; \/ S t; v
4 z. A. z2 b7 j3 t. T1 c z3.2、变压器绕制工艺：. M* l, k" t7 U5 z9 D1 B
4 V6 L/ w6 _8 j9 q) U% j$ q
1）电路示意图：! N f0 h4 _; [
! h2 H) y7 u; Y" W! d$ b5 ]8 x$ Z( o6 t$ t' F; j7 _
（2）规格参数：
# l4 B' T5 o' e) W* X- u/ w
' x1 r0 F4 m+ d! Q) N5 \1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；. J0 E, G# Q* ?4 J/ ~
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
% p& k+ H% s7 ~. b0 {- `) T% d3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线* z7 [# _" t$ u9 _* V
4）次级: 三层绝缘线 b) [- u. ^/ a5 c2 k) D
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
9 ~" c4 M& M" l& I/ a x' Z: [, Q6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
. w. F$ w& f- |% E' K+ j4 m7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
: o7 v& e! L" z, N' V8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
5 m+ a7 A- V+ Q! Z6 K5 t9）成品要求:浸凡立水
) N$ O! j# n4 R) K$ [. M) L7 E2 e. j" V/ u" x, j
(3)、变压器参数：5 s& G& T7 H- U" e7 |8 f! o. E( s
0 Z: ^# K, N. o1 B1 i
8 D& q: f0 ?4 [
（4）、变压器结构图：
, U6 M! e& _ E1 ]5 V3.3、元器件清单：
" U+ K C) X6 q+ K& W# E3 ?( e
4 D2 R# c, t i0 P9 p# e% a1 R# n3 N* q6 C4 R
4、性能测评：
3 L' p- V! `1 E7 D. N" R/ W1 E! t) v. U0 Z. B7 L/ 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。
4 n- g/ Z1 f8 m) N. j$ W8 x4 n* F) @* U/ |4 \' C
4.1、输入特性：9 m: O2 r* i. B4 `! S( ]
. S; [; V7 P, m# J8 J" k
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。
; X/ q; R: b* C: U, U
9 k& R' X; N. ?+ H0 Z/ ]9 U/ C表1 、无负载待机功耗(无假负载):& i$ n/ @0 N! @/ B/ T3 z$ P' ?
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7 a& M- w6 K9 ^. g5 o" N0 j9 \# ]5 {$ `表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性" W8 a8 J4 t5 U, n
, T! T y" L) |# U
3 |5 c6 i: ?# |; N* @& Q V
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:7 u i( U3 E+ ~' K
! |: Y' ` C' v$ g9 h# z9 ~5 w. W/ {% `6 A7 ]2 r. x9 {
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
* Y k: S4 [& F6 |
+ \2 E6 J5 K- g! g2 d8 ?# c
6 |) r% _* F/ {2 `4.2、输出特性：. d0 z h6 ~9 Y5 V9 B- }
8 H! O& B; R3 F6 }( M7 a1 c
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
3 q: I/ t5 S! q' M8 n" w) L5 M9 Y# b& d3 |6 ^+ B. C# I
4.2.1、线性调整率和负载调整率：9 k2 {' d0 M4 J8 L1 X
, O; n; x( l6 ^+ X4 d0 C
表4 线性调整率和负载调整率:
5 L3 R" `3 }0 H8 H, O. W' r& c& B* S
6 u' E# f# v( @- G4.2.2、输出电压纹波：& F8 \+ f; o0 V9 t& e; D
# m9 O W' b4 P, `7 b9 A1 F$ z0 O
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。
# }' S; t( R/ d
3 A; e1 e1 c0 e) L5 t表5 电压纹波测试# S/ T' X; u( i( z6 t
& A8 Q$ k6 I) N) c" T8 A0 l6 c" J9 H8 N
纹波噪声波形图：- ?. s: R; {- b3 T! B z
6 ?! @3 Y4 M' c/ g5 V
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load ' I l; m3 M/ m; X: a
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load ; B+ `1 }1 S- C' K# f
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
$ C" y9 h/ L8 H0 ?0 C/ @) j
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：7 G( w- y& _5 \9 n6 _% B* V
9 S" D: `0 T5 E5 ~5 D' u
以下涉及过流保护、短路保护的测试。' V) ?3 `5 m4 m, o
7 i" w9 Z* t) H" y1 ~: H
4.3.1、过流保护：
+ V+ Y2 T5 g6 j5 j% [, h
' J: w1 B9 }6 X& [4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
" [* A6 B! d1 I- i/ Q. Z' A2 a# j- E) i. I8 r2 {: H
5、其它重要波形测试：; M) M* |3 w) ?$ l: o0 a% G
& L5 Q: ^/ O0 D2 @, W' \DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
' ^+ t8 i; S% L7 c0 R+ e3 U2 R8 F0 K
# O+ Y+ x" c" y
AC90/60Hz，100% Load
) e( N& m$ `9 s& `
AC115/60Hz，100% load
1 o- a2 l1 h9 b. O
AC230/50Hz，100% load # C: v# G$ G8 C p3 a' P& q
AC264/50Hz，100% load
! L, X5 D# n# e7 n; z1 p1 \
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S 0 B0 S# y. l0 h8 x) y( `
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
* j+ U+ H4 f O5 Q6、EMI 评估测试
9 g8 v! d& o7 j4 `8 X+ e3 y2 J
& {+ m' V3 @4 s$ ~, h" g L测试条件：
' R) a( K% N& C7 {, V/ \9 r% Q+ L8 w
7 y& L) `5 f; J7 S5 p输入：230VAC50Hz；1 c- E6 F- @0 U4 T+ F- M
输出电流：2.1A；7 K% j3 P) C1 f, a; G" {+ U
负载类型：电阻；
5 h" e# ]7 T5 n6 r限值标准参考：EN55013、EN55022B V) a) W8 i7 T5 q# u: q7 M
5 N0 i( Q( o7 S
传导L 线测试PK+AV P3 C$ r) R1 A: W7 Z# ]- E
传导N 线测试PK+AV
r' D8 ~* T3 o! b
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