本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑 " ~) X2 R1 e7 y% E
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概述3 X5 z/ ]5 \; S: v$ T3 K
9 `! z0 z s% x- 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。' c ?1 A0 H* J2 \) y
P+ u+ d3 I$ ]
1、样机介绍：
5 f9 _8 z' y" Y* i% m/ ?4 Y
# \4 ~7 X* J3 c0 D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。. s$ o# G* S3 O. Z
8 [3 K" \1 B; \6 q
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
* L) N K6 L1 U2 o: r7 n- G$ ]6 I4 R$ v关于CR5241
! }) G7 x: P/ y9 L- I% J6 X4 B) {! C) G
" f* s) }" e pCR5241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 Y5 H( j" D3 ], D& `2 b. m. b% o* J
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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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。
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" q& {5 e3 k4 h6 MCR5241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。
M; o5 n0 v8 k H' C芯片特性
6 G+ I. ^, `& c! [* ?! l& ?$ v- [! b# b5 [6 o% | ~. v% q' v( r) q n
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；9 A) \/ F' P! ^" h8 h# x% V) W
: ^) h; e* N0 I F b1 L! H8 L● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；' C1 @# w: a3 p4 f3 ~6 B
; U4 E5 O$ B. u; ?7 q$ c5 N) A; }' R, p
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
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1 `) M4 j/ W' I$ L● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
4 Z4 Q! O+ l! T1 l% y% v% G) [% G; K' S5 A6 [
● 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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9 F' Z. L: I7 P● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
V; S3 y2 B Z- @6 k% n9 G, b& a* N- e5 o/ l) z7 V/ F( x# |3 E
● 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。
% I# N6 T* p; n. z: K. r
: Q2 B( h# Y; [; d基本应用
- @0 p" q6 m& h. z! \1 x# Q* j; K8 z5 x U# d
电源适配器' U g' r, |/ J. v7 p" O% K$ `
! F- S; i, [" E2 L i8 e6 z5 _! C开放式电源
m% w4 n6 \7 a% w6 P- e: H `- N
5 j6 ~% W0 i7 r9 O: z( U7 V* j+ \数码相机和摄像机电源
/ I, }6 I% V) [- v' o6 h0 J* C% C3 t7 _" r
电脑和服务器辅助电源
/ t3 c9 X8 M9 ?! A/ f/ X% [5 ~- A2 t) ?0 e, R; [
机顶盒电源+ `4 \0 x6 \9 d, l9 K
( }+ w5 V9 L0 Y. f! M7 O
掌上电脑电源
8 H! S$ I' l$ G
$ O! L; A8 i3 R引脚分布
9 ~; y y5 j9 r" y- \8 E2 w
& a) u% M9 j3 z1 u. Q
* D# D# T( R! L5 z% J* C2 F! h, n5 ]: E' l. B$ L
引脚描述# _- u8 {! _# P0 s, K3 Q8 J2 ?
9 @: u2 j" f/ l9 m( M
: [' {; c6 a/ s典型应用6 d7 L5 L/ U4 V/ i
( M3 z2 }7 J; H- `
; | u8 S" Z) _; l
! M. y/ u& i& J2 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。
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1 Q2 Y* U3 u( K3 J! \# A d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。
# B* n' E8 Q! m7 b& Z( K( o
2 T$ D# ~) J+ w( a* Y/ j2、样机特性：' d) L l6 w8 |/ X+ ^ ~
0 c+ t8 G+ ~4 q& G
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。 X% I6 G8 d2 O0 e- s% Y' O+ O
& ]+ q" `1 [- O7 G3 ~: v! m$ m
2.1、输入特性：% g7 Z/ a7 N9 ~- O: H2 K
& w# e% H# r, w6 k) q% n: B2.2、输出特性：
9 A# ~( @) N+ A# {) s4 y0 e
7 l( q% F" \5 ]: F3 |& V7 @ G
2.3、整机参数：: s* L" h% ]+ E e1 z* n9 } k& l
. Z/ ?5 H! v. W- ~2.4、保护功能测试：' y5 @; T4 c6 u( g4 E
9 r' r" ]3 P! d2.5、工作环境：5 `" K$ m8 a) C, N0 U& m" T
4 ?% _0 K3 w. }* p
* z+ a( a8 e T$ u2.6、测试仪器& W3 o ~0 ~* }4 I
) R, U( J) C/ S$ a
3、样机结构信息：
! Z& k9 N1 i, S5 w( T- o7 Z/ K+ e3 ^0 X% s8 i6 O: Q/ Z
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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, ~. W- W' q# G2 B1 G$ h+ h3.1、电路原理图及PCB 版图：
. F0 r) W) Q6 |3 K: B% s: f2 e: H2 v# t
（1）原理图：, m, D }' Z% W
- f* ?! a: d8 r. W2 _# c（2）PCB 版图：1 o3 K3 p& b" y3 z/ X, u
4 i W Z5 T' \/ \- ~+ ~$ {4 \
5 m7 p+ ~7 m$ T0 E* |/ o- p$ w- u! R- g
3.2、变压器绕制工艺：
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1）电路示意图：7 f/ b5 m# n' S* [2 x/ g
1 i2 ?2 j: w7 f/ Q/ x2 |+ N5 b. P2 q' P
2 N) ?9 K# r% t8 X4 R' W8 ^4 P（2）规格参数：4 b; C4 B* [' q7 E" A$ \
+ s O& B$ ^- ]' K3 Z D2 }# K" V! j1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；1 q' j+ u; B0 n; p7 c8 b. \
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
! X% D, @% {, f% M3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线) C2 ?: K) }* o* N
4）次级: 三层绝缘线6 `1 a; F/ m" j5 m# a. ^2 d
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质7 U5 B" [' c7 T
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
3 y3 n( h$ J" \3 i( k! i0 }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）)' A2 c3 a1 s9 o6 Z' ]0 |: F
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
_. E) U# F3 M9）成品要求:浸凡立水
9 \$ k' S' K2 @* \* t* |# v4 T, M
(3)、变压器参数：
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8 J/ z5 c2 c+ O6 I2 L; k1 i6 f. T+ A$ M! z. { V7 p
（4）、变压器结构图：% o, \+ Y* y3 F- F/ d
3.3、元器件清单：
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4、性能测评：
) p4 q" Y8 ^6 l( D* |/ J ?
; l0 q- d/ F) y6 M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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4.1、输入特性：
; M' ~$ T ~: c
1 }8 }$ m5 H, K! E* a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。
; n% ^- E- { F3 j
* X7 N; k* N" C7 Z- _# m' V表1 、无负载待机功耗(无假负载):& p7 T# Z+ a. o& w+ `( K4 {' z
+ I" j7 H# o# R* I- b
4 t: A2 w0 \7 {1 V- G
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
. g$ m9 e* G- F: F' h4 a, W7 n; H" H% C) t2 x
j8 [8 y. Y( U" Y表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:9 j b; z% j6 `. X
9 m9 C1 Y. R% X1 O/ i1 W7 I$ Z+ v' C1 i N* L, j" X: e" |
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
, h7 B' B) o6 y" E' V
( T; F$ X; e. v" B; f6 q8 K
# b. y1 ?3 J- \) j+ c1 j3 L* }4.2、输出特性：# n' a% [# |$ B, G
; ?3 @. \0 V" [& j) q注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；' _* L" t4 b7 H( X
% D) s& d5 _: F6 ~+ X' T9 h) C4.2.1、线性调整率和负载调整率：
( N+ f, T d( |! v' a) S/ M9 C& V4 u0 K9 x( M0 I8 P' P q
表4 线性调整率和负载调整率:& D0 h7 J% P8 y& Q8 R+ H! E2 X! w
9 t* M: C* M, s a4.2.2、输出电压纹波：
0 O# p" l4 S# c9 \1 G$ N) H9 Y$ \( w6 ~
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% i% b4 J6 u/ V. z3 n3 ~
& B( x4 u3 y% O( G8 @2 s表5 电压纹波测试% _) N7 Y9 v+ v3 G" a/ ?9 o
3 q$ [0 b4 e( X1 z2 c纹波噪声波形图：& O' {! N% d2 l4 a# \. t
2 `* i' p+ @" C" [
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
7 |4 ~; }* L T/ R6 C5 t" ?8 P& {
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load / W" L) ?6 d9 x+ O
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load * H! G* C! x. N, @8 j* Y, m
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：
' _0 Z% F7 F: l0 \. a( s2 D! ^! L2 n% ?" o' O6 a c3 C
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
1 G# T* [6 H# O$ j, }6 T
/ q/ A0 G$ Z6 b$ i6 Q4.3.1、过流保护：
( y0 Z! ~! x, b. Y3 R- p1 T7 Q* }7 v( J* A x
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A! A. Z+ c Y: o& D6 ~- e
# e/ r" U% ^! y" b9 N- U5、其它重要波形测试：
! O( p2 M; y# A3 k B$ h V4 D
5 [, `4 b; a6 CDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：' M7 l9 l& J3 q8 X+ b4 Y
8 C& n, T& j5 B) z. m: M% r
AC90/60Hz，100% Load 0 ]6 e( @. a9 n( d
AC115/60Hz，100% load 5 u' b- h9 f5 ?& Y& V: x& W
AC230/50Hz，100% load , C5 T7 f- ^' M9 d
AC264/50Hz，100% load i# v7 A2 U- J+ c8 p; t" }
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
3 u" Z. n0 A7 U0 L/ g5 z: {# M
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
# @) k3 z, E" D6、EMI 评估测试
+ p% m H7 {( D$ @+ S9 _3 o
5 Y' t- P8 ^( v测试条件：
0 w5 B% n: M# o* T9 C( l' C& \/ {, v
输入：230VAC50Hz；
3 M# a4 y# L8 c8 D, M/ j. `输出电流：2.1A；$ p8 U6 r3 h. i
负载类型：电阻；- u) a# h$ I2 r" h7 Q
限值标准参考：EN55013、EN55022B3 H5 O% u: W5 }$ l
+ x- }) P% r$ _) Z
传导L 线测试PK+AV
( G6 D) P2 Z1 m* s: ~
传导N 线测试PK+AV $ @. @7 S ~6 _0 k
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