本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑 6 ^; t) Y n; B9 ]' F; D" S% A
: U2 w& `/ j5 L9 c4 {$ R概述
2 p6 x, U5 c' M" N" ^% g$ x$ w2 @' L1 R/ h
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。
# h7 d! b$ m! b) |* m) i
% H5 {) y: f a! @) ^" t. x" x! Y$ F1、样机介绍：3 k8 |; r% t. D
' Q% s( k! z9 S4 g9 x- z: f* A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。
; M% c" O" y/ b! G, E) ~1 b5 }& L8 y, W. Q
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
8 t7 C+ ?% b) i/ k" N关于CR5241
2 E, g" g* J$ ~: Q' m
4 U" {& x/ Q( V# M' K7 c. M0 cCR5241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。1 K. L- S$ n; ?$ v. h
, K; g0 ?+ M* \! N# v: l* v- I3 l
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。) Q( f1 m* _" W" }: T" l8 q
m9 j( A0 y7 l; S$ M7 O1 ~+ a/ 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。/ F4 V0 n- `' ~$ @- k4 }' y" I
) Z s, }( n& \" `% ^
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。
% ~' x6 K M- l/ i' a芯片特性* a6 }2 j2 \( j2 ]
& R/ J a0 s( K* A+ ], ^0 D6 [6 L( f
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
, g5 F9 w5 L& T" T( F5 ^7 p% |' @# ]& q) H3 ~( G4 x$ k& k2 C
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；: K4 r3 I$ x M/ b
% r8 y( v C; \8 ^● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；* y5 k2 \) H% E" F$ a
7 n6 F: O* o7 o, E6 u● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；) d* s. ^, b* C& O0 I, X6 f
% p+ _: X, Z/ z1 l- ]* A. B
● 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”1 ?5 @& s8 v0 ]$ ]5 z
' N4 D6 ?' J1 T, v* y$ J
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能； T7 Q1 U# X9 M, r+ B6 R
3 R0 l. {6 C' y
● 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。; v8 V4 s; Q# M5 X- {
6 {/ H) }9 {2 M2 d$ X# ~5 W8 ]基本应用& x( Y, f$ o0 W9 C; I0 q" }" G
' D! H% Z+ v0 b1 Y+ t& `& ^电源适配器* Z, ?7 \7 j X0 g
$ \$ f. T- O7 A6 g# Y开放式电源; ]) h4 ? Z o* L7 B* N m
+ f% L0 Q( |9 {数码相机和摄像机电源
/ C* B) g7 X. S9 O& M v
" F" q9 j# T7 `, w ~电脑和服务器辅助电源: \. G; m( L0 n0 \/ ~4 r+ V
, l. G- v, a- G1 B8 P机顶盒电源& d! o9 f5 z6 p. K. Z5 P3 T
+ ^! m1 s6 s7 s( L, N8 f5 F掌上电脑电源
* C+ f+ ^# r( z% F& W/ Q2 z) K8 @) x( g! \9 W l& z
引脚分布3 R! @$ J5 `3 ~% M1 ~5 F
# x7 b& f" c+ q1 B. n2 p% B
( z: e) B6 B2 C" [0 O$ s4 i9 D+ y+ U
引脚描述
5 _/ L) s$ m; D" w# ] c
7 z- q& B$ l2 T) ^
4 B2 T6 |( O6 Z5 Y& X典型应用8 r0 }" P# b9 o) K
6 Q( g s+ ?+ I- Y3 p
/ `+ ~/ Y2 E* H H0 L# j0 H0 H) V3 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。) a3 l. G/ o8 `/ j, s1 ~# O r
* S% q- i- F |4 i' P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。# g' e7 H* \4 n( X6 i* }$ b- \
$ B. l/ S/ g! l
2、样机特性：
5 Z% [' I& i3 g- ?3 j3 J. v" {6 N1 E; N) 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。
4 \4 ^: i6 a8 h- D; x$ C( j# Y' \! [" v
2.1、输入特性：" R) f% F% i, M6 [
* a0 m& F( [3 E; ~' U6 l
2.2、输出特性：
/ L$ O! `6 w' V3 v9 s
' F# M( F1 `: O& M/ x+ i
2.3、整机参数：
( @; q3 C9 O' Z1 g/ L1 [4 W
& X. u$ m3 P2 c* P/ O( O4 u1 p- ]2.4、保护功能测试：
0 ^* N( b3 f! l h- J" z
9 j$ @/ @! U% m! R, q C
2.5、工作环境：
- a- B# l: @ I. \
$ ~0 R# c& Z0 e! h% M0 {& g% Y& X: c& F; Q: Z
2.6、测试仪器
/ [5 q2 _) e, e( x9 R, p
: {! S1 ^% S% S) X+ b: g3、样机结构信息：4 \ K* ?9 a A3 z( l4 U; t% \) ?, h( l
0 `6 I7 G7 e& U1 v
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。2 _- v9 W# V- N( |& F3 ^( h
5 U9 {$ r. g* I' `
3.1、电路原理图及PCB 版图：" v- i: E0 w4 c
$ ~+ \8 v: q4 L# w1 Z- p（1）原理图：: Q7 H5 R; q% x" c6 b/ _
; [4 q1 t9 @; v
（2）PCB 版图：2 I- Z- h i/ e0 a p+ n- P1 |0 W9 r
6 e4 D; k3 {9 V( y
0 ~7 w0 ?* h( S" m4 ]( |8 R) Z3.2、变压器绕制工艺：
8 P5 X% I* g* k# i, O* ~* K5 \5 E9 A5 I7 z* s# z
1）电路示意图：
$ L" x* d! Q3 W3 ?. \
6 P: ]# U+ m P! u" n
! q' _7 q% g! h+ J' r（2）规格参数：
* W/ z5 ?4 D( _5 Q& w3 M7 r5 Z
( i: N ]4 q8 @: a7 }1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²； A- C. n: k, I% l8 a; V1 V
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
K- k" j9 r# U. k# C8 ?2 |" g+ I3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
* p9 ~' f( U. O3 W0 u( S+ L4）次级: 三层绝缘线& i, ~( f0 A4 M4 ?8 k# r
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
7 S9 g# j. z% W9 Y# T1 w ^6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；+ w& g$ ~- T( k4 x5 E: ]
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）)
( v, H& {4 X8 Z% o- h% o% t8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
, Z8 l$ c1 p( `' o9）成品要求:浸凡立水
. Z6 F+ U/ x. J( F6 i, s3 M6 d4 ~( |- T" M* u- B5 x
(3)、变压器参数：
" Y/ w$ b5 i* Z/ _0 [+ q5 z$ j8 Z
4 r. W2 Q6 ~/ X# L5 V) ~- n& \（4）、变压器结构图：
2 S5 \$ u6 X, I2 G3.3、元器件清单：: Y$ ]9 e0 \8 m1 X* O/ `
9 w( I4 k1 l8 F; X8 ~
* v' e B. `2 t! P" G z0 x4、性能测评：+ P" n/ m& \* o$ s& x% ~( P% j Q
8 t% s9 ]4 R& K( \" n
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。: H' @3 ~. _6 B* w6 }$ H$ q
# @7 W& o) l+ Z2 W/ G) J4 r
4.1、输入特性：
$ }( U; E1 x) F: o# I5 V: ^( a* ]! [% s6 |% K o! 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。
% c5 E" d' C2 t- a4 M9 p# z( [6 q+ r M# r5 A' w; d" p% A- C5 G" x
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
9 v1 @! @4 ^3 y3 D* O# `
2 u, b7 i; ]; j" L U8 L0 Q
2 ]8 l# K+ f* {2 `$ f5 G+ J表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
% k; c; \( F x7 F, p& G5 \5 u' z1 y; Q
, _, _; r) `' ^4 {: z: A& V
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:: q- g6 o$ x' G- K* W
+ V- J7 z6 [$ e0 s3 P: v
! z1 V1 D# x2 K8 w, H+ F+ [
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:: r# j) N; G9 ]8 t0 C
0 l, i& a4 C" A% l3 `5 z
/ b- t1 r( X- N) p7 e/ b
4.2、输出特性：' r2 R' V0 C! ] V' s6 a9 ~
0 N: b( o& q2 S$ M ^# R
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；. P4 f L _/ [' D9 `
, X, y, n9 r5 ]3 u7 N4.2.1、线性调整率和负载调整率：
I- u- P5 {- S8 j/ ?5 L& M8 L
表4 线性调整率和负载调整率:3 J9 }, c" _( {, S2 }
+ w( P0 ]3 D9 X. V; ^
4.2.2、输出电压纹波：
5 ]; r* Z7 X, A( o1 D) o3 p4 K$ \; j7 H
5 C/ m, F1 A4 g* 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。- U: J+ M) o+ z9 ~4 F3 Y. K
$ i5 t/ S1 @! b5 x3 O/ d表5 电压纹波测试
8 V" D" K1 X( m0 C) h2 h0 H8 L2 T
纹波噪声波形图：8 ~' m9 Q) Y1 A
4 ]) }0 b& Z# g! j7 m# C! ^
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load ) n8 M- ]" S8 M2 g% t
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
3 I4 ?( A0 J5 m) J* R6 d; w
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
3 e5 C; ^2 w: E# F
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：( N' P: N( F2 a* t6 U
& M0 s) }. m7 b3 L5 M以下涉及过流保护、短路保护的测试。
9 E1 l: `4 _0 g
& t, T: U9 q3 R0 f4.3.1、过流保护：5 U& B( O' Z9 G2 L# @
. v1 C4 |* `7 V/ W' d5 q4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
. V4 ] ?% B3 K' A3 @2 y- T5 ^+ I7 H* [% f/ j
7 t1 {* n, `2 ^& m5、其它重要波形测试：! r) C# |1 e2 i0 O7 B. X3 s
! X" s8 |5 \' l3 P. {$ \3 F5 ]# G" LDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
# W/ h+ }$ n. N5 Z4 y
8 R% V6 w. e6 m) v* `; j; n
AC90/60Hz，100% Load
6 R+ c% v# f; {! ^
AC115/60Hz，100% load " a# T, ^( ?, l4 W* w0 A. l1 @1 J
AC230/50Hz，100% load
- `6 B/ w- `4 {, Y
AC264/50Hz，100% load
* D7 D) N) ]7 M( G+ A$ _( W; h: b1 a8 a
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S ! V$ @$ X% T- r Z1 i
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
+ e) N" @; I/ G# C6、EMI 评估测试
; U% L% Z% R! H" S8 s4 \
% |& c* B2 r: U4 b$ c1 J3 @0 h测试条件：& G Q% @+ U, u* j- U' r: g
6 C2 C. l7 Y) {/ O' l& H5 ]! D8 }8 f
输入：230VAC50Hz；
8 K# j0 Z( O' z1 W. }5 S输出电流：2.1A；
, H3 G- {$ N& \- J2 r$ |负载类型：电阻；
5 Y8 X- [' J" e* W( _/ k3 e8 s2 P限值标准参考：EN55013、EN55022B( D) K, J# h: l, D5 Q
6 o% G* y- L, [) ^- Q
传导L 线测试PK+AV 0 k! M5 ~, O1 K4 u v
传导N 线测试PK+AV
- L8 Y5 R! ]" r9 ]
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-5-13 10:16:24
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沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡