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4 m& U6 `+ S# d- r- t; V, E
* d1 k. S( o! Y' D; I% g( c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。
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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。
/ c; C1 ~/ F5 F9 C3 [ H- u; G- i) O% f- n
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
( C. o6 T6 G$ r" ~3 _关于CR5241
$ i1 c$ |0 d4 D1 B: [' [
9 Y: M G0 a& g+ ], R2 ~4 ?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。( Y7 ~" o0 R7 ?' C
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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。$ j: l: Z0 G- S: Y
% h- q4 Q7 |$ r6 ^4 g$ T
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。
1 f0 Q6 s% I/ d3 z9 S5 S# A7 \! L芯片特性/ z2 A" i8 Y+ q( ]& @4 R
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● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；: h6 L8 B1 u, ^- x
: j9 \8 Y) X. w, k; ^0 W' O- t● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
. b8 ^) C4 J9 C1 F# V# S6 d0 A- R/ M
/ i+ C7 `( L5 q/ ]; }; J● 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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● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
: Y0 S4 X/ v5 U0 R/ E! o8 U! m
$ X. e) w: p# q7 h' Q& b. l● 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”
@) T) ]& C! v6 D% ]
0 S7 K& f V4 F% |+ d● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；5 H7 L% S9 V- o
' c7 m# |9 K, d5 q5 f1 h) h+ ?● 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。
2 ^: u' Q+ U6 Q2 F' H9 N! t6 |$ P$ ^$ `
基本应用
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3 u* L m9 |; o t电源适配器
0 K' [8 V; y4 K1 f7 w
. E# Y- @( d6 k' N* L( x( R6 k# Y开放式电源; h; K/ Q% C5 v+ r, j
% K$ p/ T A' E; A7 D4 ~数码相机和摄像机电源
. E q1 q( H7 F
: y: v- F: J4 W: Y电脑和服务器辅助电源
4 ^6 a" W) q* f. i) a1 d* @- ]. ^0 S5 R$ ~6 w& Y# Q
机顶盒电源
# F8 i( o/ o1 U; y7 p J' J* x4 R4 ~
# [+ m% A* ^2 m* N! E3 S掌上电脑电源
+ Q# n; N) a8 ?
" b6 i/ u" h6 M引脚分布8 G( |! ?: w" Y
/ {; e% F! U% B
; ?* D3 W6 D+ a; g3 _8 ~( a
l' ]! A" L e1 s
引脚描述
# N, ?5 I ] e' X* ]
: [/ `/ \2 e% k4 {' D+ `1 V2 x
. M, d* [9 Y! a- C0 l0 L典型应用2 G5 p( {7 Z+ b
4 \2 x6 t& N- X' ^) `! \6 g5 D7 C, I
4 S. \+ `9 ` d4 H1 \4 Q2 b
) B3 h% [( o+ v+ r) e8 R7 `$ k* o$ R
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。+ {3 H, n! J2 |8 C
* V, ~! X. S2 {+ i c9 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。
2 y% K( J* w1 i u
) F% b V B& }0 G- t0 b2、样机特性：) t6 o- v( g2 ]3 K8 M: r+ F7 _0 F) j3 o- w8 M
" G, F/ H6 c! T A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。
, d& |4 I* X) D$ C! `3 g5 C: H& f% { b+ D1 T0 x# ~2 |0 L8 n
2.1、输入特性：# t, u/ d) n7 z0 y2 Q) q$ T Q
% A* e1 N& G6 X$ p2.2、输出特性：
) F; D9 E/ k1 j4 u9 @
2 W& s2 l: R P# _7 x4 y! `2.3、整机参数：2 J4 {4 s) Q1 C
$ K7 }5 `* C, K B- K8 z2.4、保护功能测试：
9 z/ L0 f, @7 S8 P
3 J, j/ ?- O% j" {
2.5、工作环境：4 j9 y) l! ]8 J* f
/ @$ k0 u, Z; z% }0 ]8 X
) { C5 N/ k5 T4 {: r4 }- K2.6、测试仪器
2 Y, A: d1 J5 i7 j/ s7 M7 p% I {! H# S; U" P' {
3、样机结构信息：
0 I& x6 n' g1 A
) s) y' d0 I2 D& V2 s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。! C. v' c4 @5 ~; p0 X8 L1 }
% c3 y( X+ F* } B1 P1 @8 n) }
3.1、电路原理图及PCB 版图：
" n# Q. F- A* n# i/ g+ _' \* Z3 X% v, c/ r" E! w: F' t4 d1 W
（1）原理图：
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2 r, n, U4 ]1 J' |$ `5 q（2）PCB 版图：' Z: |; a) ^! h7 j& i& y" l
) l5 G. U9 U" u" i# ^2 E$ {
6 j# m5 Z4 Z5 s* N; v+ Z, Y3.2、变压器绕制工艺：8 v$ p3 J# X9 {) v& j/ J" e
1 U, x$ K: F8 i6 [2 F" ^
1）电路示意图：
0 m+ G7 o6 Q% T1 r) ^& s! e# a0 p. J( x" Z' `
" N7 i I6 x: y
（2）规格参数：
1 D; R3 {( h, t4 q. t. N; [2 n) [+ i4 i( m" k
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；: ?4 D# k& ~5 H4 m" v
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
! H% I4 W' O" F/ ^+ L9 R/ K7 [3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
! ]/ N7 r6 l) U9 i; y4）次级: 三层绝缘线
# P$ i- L3 g- m! j Y# @5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质, ~( V$ K) T, d n. G/ v
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；' s* C5 c' ~2 u- o( @5 ]5 S- G; L2 Y
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）)2 Q1 A: J! h/ O+ A2 q
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min9 A0 L" M: P/ j a( w3 M
9）成品要求:浸凡立水 Y P1 } S# I) d0 e3 b* v
+ k3 i: |7 Q* j& z, M* K(3)、变压器参数：# G+ z) Q& \' m! a7 G" @% w
5 C/ S+ h2 x. w/ l" Q4 @
4 ?9 I1 x2 n/ e8 q* E6 Q（4）、变压器结构图：" }3 P9 ?) `9 F. i3 r2 }- B
3.3、元器件清单：6 |6 c, {3 I3 J7 F$ s2 Z
( w3 w( k9 S# P% g Z: X* L$ W0 k
- @* ~7 D3 V {/ s2 |1 S
4、性能测评：* H, Q' p; Z( r/ `
5 ~0 }; ~; B6 I
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。
. t; k8 w7 V( p: I
3 f' [+ o. i6 h* H* G4.1、输入特性：
6 h3 L2 V/ z- p. y1 b, y8 C* ]' ~# S
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。
) _( F+ X \" n! H% W* n% h8 n
* U0 s7 g& R& u表1 、无负载待机功耗(无假负载):
0 N. d0 O; E- l0 n8 ~# c
" B3 H+ D8 n, |( T# o3 v% [7 R
6 E' F) r% M$ m/ _7 z. l9 j% E; l, x表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
, w# o7 ^" ^8 P, \; c8 _
! v( w1 ^+ o; _% K% }3 J8 t9 V7 [2 Q* X
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:7 x, r5 q4 c! r$ N ]0 ~
" K6 @6 P" L8 V$ z; Q! a4 }: u" F' C" b/ R" S. e2 V1 t9 u
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
. E, M4 W- ~- K0 e' w
. ^* ]5 ]1 k0 p# B5 M9 V l( b7 D4 O7 V; t
4.2、输出特性：8 q2 a7 N! F$ r
1 X0 |$ z" M v8 G. X注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；) s" L- ^ [+ F9 i( w
) B/ W- D2 J1 j- v: _+ N* ]; M/ c
4.2.1、线性调整率和负载调整率：, z0 D+ J: g; p$ m: K6 ]
0 L/ i' s0 G. R; n% h4 V表4 线性调整率和负载调整率:
( k6 |# C) A( x' q, y4 b6 S( q+ d' N8 Y0 X0 a. I
4.2.2、输出电压纹波：/ B" C' {5 O2 p0 t: T
; u9 L: W8 h: {8 l& T' ^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。' k; F z- V( P8 y9 q
+ ~4 a: V h' h$ d [表5 电压纹波测试
, Q2 c% `# {% k% y# e9 ^! m
0 S! r V, u: X3 G2 b纹波噪声波形图：
; u0 J0 G' G" A& G# V7 h! c3 Q" s7 W5 P' I! F7 U+ M
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load , l8 ]$ W8 p5 r" n
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load ) @( N) c6 I l! i% G5 {
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
1 a# h- T) _3 |' S3 L: f
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：1 F4 d7 z) P: j5 d" j
* s. R! C1 g; Z* D以下涉及过流保护、短路保护的测试。
" E+ x8 C. e- L4 r# x, Z2 G" o- |( _; h( N) q. T( e. P; |
4.3.1、过流保护：1 m0 N, ~7 G+ T+ U5 m
1 t8 d, F& ^. q3 W8 z# X
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A, j. j9 p; s5 f; `0 Y8 N4 a
5 b1 s5 Y8 v; P) G1 @( L1 {: G5、其它重要波形测试：+ h6 N, g. }; u4 b* `
# p6 s5 @7 z" T q/ H% E; W( N; IDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：9 O! Z# |6 V3 j" C
" A# K; N( k& A- r8 W
AC90/60Hz，100% Load c' L% y& F* `6 [3 Y* y
AC115/60Hz，100% load 3 V V" |" {% V1 B
AC230/50Hz，100% load : M' Y2 i3 X3 a1 |. i. e+ D, P
AC264/50Hz，100% load
2 A( V- {6 z( X v3 |# S$ s# d
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
4 T7 [0 x, ~& n
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS 0 p+ Y1 c5 q* r; Q& d8 M
6、EMI 评估测试
0 d' {0 d) p9 u. _1 z% s5 ?7 w2 W& g9 |6 d' b. V; q+ X, f( z
测试条件：; D+ @& a$ w7 W; b% t& z* [
! L8 K- a% H; d) {- _, G
输入：230VAC50Hz；
. R6 P4 A) N' V* S+ `$ ]输出电流：2.1A；
' t9 W% i {, _8 x% a: t负载类型：电阻；7 k3 d/ a+ C/ a- I. [2 c, o- F
限值标准参考：EN55013、EN55022B0 ~: e( d% a8 U3 l6 |" ~
# t2 I- }( O2 ~4 j+ l4 W& M# ^# ?
传导L 线测试PK+AV * i. Q- k# {: p6 r
传导N 线测试PK+AV : l6 [8 I0 L: t# M9 N2 G5 T# ]" P
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
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显身卡