本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑
+ I c, D j; m7 {* a( @3 X$ J, s) Q: ?
概述& J- i: H0 a) G4 {4 N
1 x. H* A7 M2 F+ T' ^2 h% M/ L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。: |' \! Q; m$ Q. d
3 \" v7 P$ p) H* V
1、样机介绍：/ c3 O+ J }6 {) m3 K6 p0 X$ m' p5 E
- c6 q6 N1 b0 T2 H: B! d0 b
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。
# o7 c$ y& @8 l1 x, K3 v- H
* B5 X; B# ~+ z
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
2 ~; } E* Z1 R6 x5 d关于CR5241
& Q+ Z: D% u" q* _1 z! @6 O; A M* U! L9 `/ P
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。
/ b5 m' {7 E+ o9 p' I( x8 C
- v1 A+ ~* X2 W$ ]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。! s' i! ~/ J0 e8 h7 x, b$ h
' ]6 [* @ k8 q# P
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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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。
3 t! F2 I% m" k0 p: N. A8 R A4 B# T芯片特性
9 Y9 S8 v' B9 G7 k; v* V
( e- L' L% s7 m2 g' F4 i● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
5 v5 T3 B) V- i% M. _) G1 g: J" g! p- Q! v& L5 r0 N3 r
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路； ], s: k- g" ]
6 v- W0 F+ X8 L3 t# Y● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
* {" y( S8 o' \0 v% K( S0 S% v6 S3 e7 k$ l
● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；5 ~/ e; H3 ^8 P; r+ c% n8 |: ]& G
' ] A8 x& 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”
; j% a) Z, D" j- i& Q; I) s& `; i# G+ [
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；0 v0 l# c' }" y5 X9 P2 r7 U
7 H- g d0 r: X# |" `● 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。; A6 o9 l8 }% u
( Q' R. J% \, F- B) ]' ]- m基本应用
3 T5 ^& ~0 A) ~) N& M7 f( J3 A& z! e \# d5 F8 N
电源适配器) |: Y* S: C7 ^6 B) v0 L0 d$ d
# E- @. B: ^" c9 S5 s开放式电源
/ k# H! o6 {* ]2 s! C1 |" [ C7 s* j+ g) p- j) \' ]7 ~
数码相机和摄像机电源
! ]1 L7 k3 q' I; t) }: O' g \2 y0 O" U3 s0 u8 I+ I" h% _
电脑和服务器辅助电源
8 P; L8 o3 \4 ~" a6 ^0 n
, w6 Z( F9 J, r6 N4 D" [. C机顶盒电源
1 t4 x: c& B. I: n1 [) |7 w# c: R. j9 y7 z
掌上电脑电源4 o8 K$ T0 ?4 S$ ]; U% A' [* o3 d
" u4 U1 `7 M( F+ y( ]2 N/ E
引脚分布# I7 `/ C5 g& I* k x
: K" U' c1 P* [- b- \
/ \* T# Q. [4 r" p6 u
4 G1 M0 y8 F2 F5 Z- }# c引脚描述
) q5 q1 W: E+ G" J
6 J) q1 G; k+ k) ?- X: a) g+ r; I8 ?
典型应用. ^" @$ [, F& \: X! P2 U0 c
0 h$ H& N: P' B# K0 x1 c2 H2 Y: N. z* X
9 N0 b, v" b, h8 V7 m* [( q5 s
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。
; @8 k3 F9 R0 e8 q5 X9 a1 T) W- ]8 Z, @- @. @/ C% f
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。
; e) P# G$ D2 G+ U
/ P$ g7 n# d3 }6 o2、样机特性：
a) \2 F2 I) p- {# y
, |( s0 l- T; o0 v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。* Y* i3 k8 C# j) z$ Y
8 m. m7 i1 ~2 J" B. ]
2.1、输入特性：
: T$ m! A, f: \
- @. h. v% f+ M' z. M
2.2、输出特性：3 k6 u7 B3 {9 J% U
6 X# q' j, i4 Y, E
2.3、整机参数：
' _9 z$ A( W8 Q+ w$ _; F
% \3 Y. ]8 I3 b$ R1 f2.4、保护功能测试：
% N. k4 p% U" t) X8 u$ z
/ \0 g4 t: O, C& M5 z1 ^8 b6 J2.5、工作环境：
5 \: j* J( b# R
0 V7 g7 H7 {: b. N2 o7 e$ o
h3 I+ T- N2 z% n6 S5 o+ t6 @2.6、测试仪器! m* K# B J0 C+ d+ p: ?
' k" N; B& O$ d# k9 o2 Q9 Z3、样机结构信息：
" M u& m% n4 q" {: N) F, b6 l/ d( a; T/ g) U5 V. A1 K
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 L( P, ~! I: P) Q4 t( ^6 @! b6 a, K$ E' g) ^+ ^
3.1、电路原理图及PCB 版图： D( r9 R3 Y0 ?" z
# n9 O* ]4 \3 M* u: O' Y
（1）原理图：
8 @& U) Z4 t+ x1 Q2 E' ?1 w
% ^2 D0 S( U& t7 v6 E( a* p, P) s（2）PCB 版图：" i8 F/ u& e) U% @( @3 k
0 l7 s, S% ?1 F$ F! V v+ C6 M
* }9 D$ |% w: l) ]2 H4 E3.2、变压器绕制工艺：( a" i3 v. V1 Z! |: {2 K$ m
0 u# |% j8 W7 B, Q1）电路示意图：
% N$ j$ y7 e. ]% I: C9 k5 \: P6 l9 c0 M& `+ v! r
0 g" `9 [' X. u# j1 B
（2）规格参数：% Z( C9 O9 D* f: ?1 e. `
5 h' C2 L' q& B, @: M u( z# w5 S1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
: ^* K* Y) R" @& H0 H2）材质：TDK PC40 或同等材质；7 b3 h: z) g8 R# l$ f2 G
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
( g6 }% l. q. p4 d6 Y" k( C+ X9 K4）次级: 三层绝缘线+ }$ ?; U% m, n' Z% h7 H! R
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
& I9 S1 c% a Y- h% s1 f4 i6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；% Q# s8 y. A: c0 q9 G
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）); F0 E5 j. p: }9 O2 c- L# D8 I
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min% S" `% n9 \1 s( G& P
9）成品要求:浸凡立水 Z3 T* P* A+ x$ W$ o. }. o
. e7 R1 A0 \) v$ s9 ~(3)、变压器参数：; W+ V! O4 H+ |+ P2 f
, A2 G+ E) T' B. w& P% N( z6 N# I* L, J0 F3 @% i
（4）、变压器结构图：' \6 ~: t9 J0 t ~
3.3、元器件清单：, L" O2 b9 X7 G6 x( Z6 j1 a
# k/ b" Q. Y% [% F& l1 r
4 V7 h4 }" M5 r1 h# G) O4、性能测评：* Z- N. h3 F2 E( C
) H* E. V7 S- I1 Y" K# H
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。+ o, H8 q! |7 c( }( H
2 K: G! |# ]+ ]7 E# P
4.1、输入特性：$ N# C1 t9 ?% I& j1 s
3 k* Z4 [5 N; @8 }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 W: x2 r1 f: O/ e+ u
5 g1 t/ q$ T4 O+ i+ I6 E: v9 g0 q表1 、无负载待机功耗(无假负载):0 b& M; I2 z+ a6 g/ g
! ~5 t5 _5 p# ^0 n( h0 J8 [
+ A6 x' Y. ]2 V/ k n+ y) S表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性1 j: Y+ B! M! \1 {( J2 T
9 g) D+ w% j! U6 x
7 n- R. _* Z; B! [$ l
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
' F b- ]0 ~) ~& e7 L/ F" A$ v" M" T
O% w B) R% Y. x# @( u表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
0 A" g! o8 @% C# Z7 D- f' c' ?: r1 O$ ~6 s' Y6 H! g" y
5 o( f" C; D" E8 X4.2、输出特性：; G/ I+ {; Q6 L4 P, l$ M; D# m
. @6 d+ E9 p& q, f1 k注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；, H0 I& S' |7 n+ K X8 U1 C
5 [2 o9 `- R H9 s4.2.1、线性调整率和负载调整率：
/ { t6 @* K8 r- O6 G) S
4 }: K; B \# J/ o表4 线性调整率和负载调整率:
5 }; @+ M% ^0 u
2 |1 }) J3 _( @; G7 y: q6 m% s4.2.2、输出电压纹波：
# r+ F2 G3 B4 t. P9 ?( h2 D: H9 x; f/ P$ ?# \. ]0 N6 {
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。2 T. r" G! E. n" W8 j
2 G7 s& L( f4 o8 B表5 电压纹波测试
8 S7 C- ~: m k: q8 a( {0 m' c' a/ ?: e/ Z% P* @0 a9 n* \
纹波噪声波形图：
1 ?) I' T0 y1 L s
, e2 M/ p" w# i8 r6 {/ K4 l$ X
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load ) U3 x+ H" \/ T# T$ f) d/ Y
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
6 m u! _) F8 v% y% t
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
# h6 G) O8 x# U% e8 W
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：
9 L' K8 l3 r3 p! K$ l5 K7 W
! w# l* M* x9 t. L8 T, S以下涉及过流保护、短路保护的测试。' \: M. Z3 U/ {8 ]- B
7 ?7 g: @* i8 |/ r5 A
4.3.1、过流保护：- m4 X" T" \( R, o: K9 Z) B
+ m+ S! a5 q: B, c7 }9 g# r
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A$ E. g- b8 V ~+ x1 o
% ?; {) G, L2 ^5、其它重要波形测试：
/ \# k6 R7 x$ ] \ x" X
9 p$ c) |' S5 p4 L+ Q" y, @DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：2 Y# |4 s* q3 |9 c& U
: e) Z& i: d6 v$ G
AC90/60Hz，100% Load ' e& F8 i W- k6 n9 S* R1 l
AC115/60Hz，100% load
! G) c }2 [- r3 X
AC230/50Hz，100% load
$ P* ]% B7 z- ]7 y" Q
AC264/50Hz，100% load / f5 Y7 |, |: o# m2 Z
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S . l3 z( V8 `& n1 d" [& h1 K# E3 R% I7 l
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS ; M2 `/ J; m* u, f# ]
6、EMI 评估测试, ^; i7 |$ }+ ]9 r9 W0 e
5 P2 [5 K) L9 h- G# f) W
测试条件：
+ E2 a0 c7 b2 x; j
4 F* c" @7 Q* g. s6 q8 O9 K输入：230VAC50Hz；
" W) M, l( A3 o; f8 `" d7 J7 ~输出电流：2.1A；0 D! I' k# @. o% Y* G
负载类型：电阻；
' m! ?6 P5 L, y2 R- H1 }1 r限值标准参考：EN55013、EN55022B/ S& Z2 C* f7 k
2 a- p6 @0 i: B5 K9 z' b* H
传导L 线测试PK+AV
2 v7 e( T* g* x9 D
传导N 线测试PK+AV
" g3 F: g- A) B
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