本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑 4 H/ V' E4 Q2 p& R& b
* P; a4 v7 q6 s7 v! u5 @( I4 l2 E概述
, \8 C U# n5 I; Y6 F# f; w, P
1 X# r8 I( L s, U* Y) U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。- x" @' Q+ @$ Y) ?. ]" k0 W: g
; j4 S" ], |' p6 b4 T
1、样机介绍：
. k5 a! c b! ~) r+ F. G$ d; R
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。
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( l8 ?5 Y8 x' x# R, r7 x/ @/ I
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 2 Z: B! Y2 `3 _# ]7 I) E! Y
关于CR5241# C2 l, L I$ K! z% y
5 v2 V( a# V( S+ c" b1 x
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。
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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& J9 a1 o! z; B( o
# F+ O9 z; B! L( r0 _- r6 l" x( R1 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。
! E* V, `2 u" K l7 V
8 Q6 T: w# g6 p! V9 d/ O _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。8 H" ~& N6 l4 I( S+ V3 D2 L0 ]# j4 L
芯片特性
( t* J6 E+ [; V4 V4 L. w! l% Z% i$ Y4 ^, y
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；1 w; M; T- d8 D9 g. m* h2 \
8 s' K8 J3 T$ t2 T1 M
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
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● 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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0 U" M$ j2 W- T+ z' L. C7 `● 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”" j9 o q& T7 @, W2 n
" S$ g8 F. q$ {" {/ F" ]
● 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。
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, _, F, H, U' c8 v基本应用9 e5 y+ B' r/ [1 U9 H
) Z y% v4 J2 l* i. G* O1 Z
电源适配器8 g3 S" B7 |& u+ p2 H
7 _! @' m8 B/ U7 ^0 p3 a# Y
开放式电源
! i1 A, o" J9 j3 D- L
& L# m& W% y8 G" I' i% F数码相机和摄像机电源 \! [5 X i7 Z' N3 q: A
/ f. A, p8 X% i5 W$ A4 V电脑和服务器辅助电源& {5 C# N5 J- s8 z2 P
: t) i( R3 T c( |
机顶盒电源
* X* Z1 \# k8 p+ V4 b, ]& H2 T) d3 T; J- K) ?
掌上电脑电源( Q& p5 I" x2 a# `+ \1 Q
% ~1 d) g% H- t+ f2 z& y @引脚分布
% q: _* p' @- a: u% {" ?7 g7 \3 c3 `% N
' C0 j- G; S: I
' `/ w- ^* R( H2 \$ T F引脚描述
) N4 Y; s2 ^% H$ K
& l2 z3 f. m! H6 \$ X2 O' }
. G3 e9 q2 X5 M3 q* Q( Z典型应用
s2 k. M7 B! c% z1 Q; w6 D! T
2 M0 S. B% ?, y1 e+ @
3 C. G- \) T4 L2 A( Y" S' [% [ H% n' p( r3 j m
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。$ ^/ T+ R+ A6 ^9 s
- n" N) B4 m5 u; U Q
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。& D8 `* s4 t/ c. l2 O
6 U7 j j6 \* `* P3 l% O" i1 R0 v4 ]2、样机特性：; ~1 c0 f0 v# l& @+ S, {
/ Z ], V# D5 \/ t3 ]1 G2 T
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* u9 u! x5 I1 ?' x/ t1 R
5 J0 l U2 U ~) w& a o* `8 W: T2.1、输入特性：
- i6 W8 n* u) g2 K$ f7 |; Y
9 X: w+ o4 k+ ]' w. N8 @( F2.2、输出特性：( }- a! [6 \3 g2 v( m- r o
- X p6 A- ^+ [0 Z( d) x2.3、整机参数：5 t- w1 c: r# h8 n5 Q
: L) _. y. C* D* I& J
2.4、保护功能测试：
p# i, o3 s3 P# b7 |
1 N4 ], B$ s3 T6 \2.5、工作环境：
~: Y* B! i1 Z8 B2 H- R9 }# I
, j2 c; w+ `$ i* t$ u+ v: X
$ F0 F& `+ j# W$ x5 d. V1 W2.6、测试仪器
$ p) }* ^9 Q I0 y) t
0 F7 V0 Y; [0 i* _7 U }+ C- R( l3、样机结构信息：
8 z' ?) C, i& l1 N3 F; Q+ v5 v/ T7 |8 I- `; 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。
4 x, z9 O% K% C5 e; A% X% O a5 q0 t
# l0 P8 S H7 O7 O. }3.1、电路原理图及PCB 版图：% c0 u4 l3 v/ Z% c* g
6 ?& P7 \. u- r, H# F1 o q（1）原理图：
5 D6 o1 p$ P- N- F; K' J3 h3 `
+ a! p$ F" k: S8 f6 o（2）PCB 版图：
E: W# ~# H4 h* C/ ?* P9 @) C+ X2 y3 F* `, O9 I
8 V9 l( `' P3 s) l' h3.2、变压器绕制工艺：8 U; o$ I; O* y1 B5 P) B9 e
$ `& ^& z( f. e a& C9 I5 f
1）电路示意图：
" [- r1 Q! o- {/ p( u
1 v. f5 {9 n' E6 g, `/ a. |+ M) V( ?& j; u7 p
（2）规格参数：
# a5 J7 z7 b$ {) a( L, P
% U" I+ R) b6 a% C" v8 `3 e! Q9 ^1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；% R4 x4 p: F2 E
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
: n; S; M; ^- @: J4 l( I3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线* A) P5 J$ H) ~1 g
4）次级: 三层绝缘线
7 h" j/ i& [6 @$ x7 g5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质" |* c1 L6 }: u4 @; ]8 \5 R
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
2 D2 ?% d, `9 c+ h5 y6 d: ^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）)/ G* E) w, S2 } J7 V \
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
& O+ m/ j; w. U3 p" A$ P9）成品要求:浸凡立水
" m' V" v+ m+ L+ c8 W4 Q3 g; C
! s( b9 N/ P( i/ M. U6 o(3)、变压器参数：, {( L% f& a. n7 |9 B
$ p) J. g. h* {; Z% o
) L6 `/ y l: {' z（4）、变压器结构图：2 e5 o$ @8 [6 A0 s6 M
3.3、元器件清单：
$ Z- j& n/ f6 C. }& U- Y
* k' N% G3 d% d' R* M! d2 ~( z
1 B/ L$ h" D; y& |# I! F4、性能测评：' R, K+ f9 U& o2 k u& S
" h/ Q1 D" E( ^6 _3 b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。
R! R% |) `, S; ^7 ?9 g
6 n$ Y6 S5 N$ N9 J4.1、输入特性：
6 M$ {) L4 d/ K
3 c+ Q! i- A+ h: ?& w' b6 ` S5 y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。, Z$ V5 J0 z# Q$ p
( Y% M& I, P3 Z: q表1 、无负载待机功耗(无假负载):
! f, q5 A6 |# R! E( Y$ z p2 u. M2 _ J
6 F! s+ ^5 t( L( R表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性* I: g- X) V% u/ j7 W$ w; x
/ v9 h( x5 ]! K5 ^7 I! I6 I: t/ F" C5 ]( O4 H i: k h, o6 R6 |9 U. m
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:5 g8 l- ], o% J& f
9 s1 N* J- G8 |( x9 R
: d6 k. X* L: z+ ?表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:3 g& a' b$ F# ?' {; m
* R1 A, w7 \$ W5 T# R5 @$ ]
( d, l% [. p. U7 |" `: `* x' V& N
4.2、输出特性：
( ^1 q6 ]' y+ ^$ X/ r0 q8 R" X3 u) s# K
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；9 g, F$ ]5 l, c+ e
$ I R( K1 ~3 G& p0 a4.2.1、线性调整率和负载调整率：
V6 l; ~0 N1 Z3 N- n/ J$ s- r( k2 D( G" n( K ]2 g( L
表4 线性调整率和负载调整率:% F- O. @; v( u, p/ X( F
8 L: x% N, W9 W. `) s& x4.2.2、输出电压纹波：
/ |9 ^( x2 `- ?& X
8 t% q9 B( g3 b3 O: V 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。3 m4 x. Y9 _4 ?9 T# R z" a
4 { }9 J- d; C: U3 f表5 电压纹波测试* t2 n9 A- X$ C, y
! S1 J/ f' w' _7 B' E. g5 B8 Z7 l纹波噪声波形图：
u* ?; ?5 e+ b6 Y; o% Q# p7 ~% J5 m, B5 C0 d, n
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load 0 w! w0 x1 C/ R8 g, m
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
4 w+ e% m; g1 M% Z \- q
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
; `; A5 h/ U6 `* k) V
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：
1 p: T/ e$ U7 @/ k7 u# W6 t
( e4 C% \% o/ d以下涉及过流保护、短路保护的测试。. f: X9 S2 V& ?* R' K2 z
: y7 E1 H6 [0 ?7 X/ h. s4.3.1、过流保护：
4 {! V) v% p( L! n
7 X& h; q- c6 N* ?5 e+ D# s4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A& S* a; h. T' y' _1 s4 ?+ A
' A8 {7 [8 z6 ^2 s
5、其它重要波形测试：
- L' P& x9 o; h0 o( l3 M9 [; v) {1 J4 R( z M. G8 j
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
4 c* v7 m1 F: K A# t. _$ K' V# W( `% C3 Z1 v
AC90/60Hz，100% Load
% _9 m; |1 N! U" {
AC115/60Hz，100% load + C+ u* G# R. `% Z! x2 B
AC230/50Hz，100% load
. e0 c# r9 q6 y: W) [ E
AC264/50Hz，100% load 2 Z0 U. O" y$ k6 E: D, ?5 y# Y
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
. g8 C6 v$ p0 k
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
4 S4 P6 V, {, X9 M; a6、EMI 评估测试
7 B4 c3 ^. q5 t5 p8 h0 V' x2 j. W7 F- x
测试条件：& g" V5 w- _- ]2 H- X3 B
; Z& G9 D5 W; \% A输入：230VAC50Hz；
2 r8 K, W- K9 E& Y, r0 G输出电流：2.1A；- o$ p* \$ R6 P1 j6 x' J
负载类型：电阻；
2 y2 C& l c# L% j限值标准参考：EN55013、EN55022B2 H8 G. m9 R+ R. C# I) l2 L) c
6 `' Q# }0 C8 {0 ^* ]
传导L 线测试PK+AV
* j7 H5 n/ G. e/ Q3 ? X
传导N 线测试PK+AV
( I$ ?0 G3 T, u
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