本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑 4 Q$ r t3 N* h+ R
4 P( C. d- t5 n z9 V6 o' a概述: e! _. B# Y# h! j) f! U
2 T, {' r: |0 f1 Q9 p0 Z/ V- Q
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 o" K5 t( q; _4 W1、样机介绍： J& ?) z$ k p& J. `4 e
L# i" ^3 Y. C. } a" y
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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CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 " j7 r) d ^0 m6 ~. k* F' k
关于CR5241% s; |- s/ r ?8 V1 V: _
$ c8 D6 b( e( u# u% nCR5241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。
0 s$ K+ ^% t6 |9 a- V. ]7 F1 g8 U% \# Q1 a: y1 K. n ~) t! 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。
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- p/ Z- w. A$ x( q* q5 z5 h. Y \4 r( ?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。
% I' _) O0 B1 W& t8 s( N
+ D N& h2 P, t- z" ~* i0 {# h2 @+ uCR5241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。
+ f# ?1 q: ~3 O) \芯片特性4 |9 t0 J5 I$ e8 a. ?1 S ?
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● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
, A" N3 n' @3 b' N9 ~* o" v" e
% t& a4 B, K) ~: G; }; h& l0 x* t● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；* E+ s+ Y. s+ C" G
2 y# z7 [- }! W% }
● 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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' L) ?4 p9 F4 `' A) a● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；/ y% I! l( X2 P# W* K0 m; D6 T/ {
$ F, R4 V4 j5 J6 E* W) C# 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”- {' F0 p' e; J4 D5 B4 i- f
% b# f5 g4 y0 C
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；4 v8 X5 C; ^. u8 i7 O1 W: [
" i9 I/ ]( x& h/ V9 `3 M6 i
● 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。! h3 x0 _! Z6 s: m8 r
' p! m4 Z- G I! @; ?3 o基本应用
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电源适配器
% N9 H& o4 b( d! G% |/ R* V, A+ h. c2 A5 Q, Y
开放式电源% l8 Q0 S9 F% f; f9 r
* ?$ }! f; E9 m
数码相机和摄像机电源
" ^! X4 _) o& p* u( t9 X6 p# V! o0 a# { w, h8 D2 ?
电脑和服务器辅助电源
# o# z1 ?7 I4 E M b6 ~" \/ [
' C- Z" m2 E* H5 R- Y. L5 a机顶盒电源
, L6 x- }9 H+ `5 d1 z5 O, s, C
5 m" k' j. w+ B6 E8 C: m2 t掌上电脑电源6 b: S) K5 @' I( I
- l3 n, s; e) F- i# @: [8 A/ l! t" U引脚分布# G1 W K. m- N! {( K
8 y+ Y! B9 t! W8 l" b& e& ^
; p G' u; H( C m& V& u E
' u+ `( b# x4 q$ E
引脚描述
2 [& L, x# }5 Z( d7 f8 k/ z* X' w- y, q6 }/ {5 |
/ n" D7 r# H3 u9 ]典型应用
/ M$ o: B1 T+ M" e% T5 S
$ u. g5 H6 g$ ]; U& y U; O5 t
6 j2 J. G% q) s$ l) I# h: ]; I1 f3 \5 x/ A
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 V$ ?1 L$ j0 ]8 g- T; ~8 Z4 _3 V" p1 ]/ C& z" K" I
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。5 f! K' s* ~, K9 \. i
- X0 A, P# K P( P. U& \
2、样机特性：' @0 a8 }" w& B* E6 t
9 J7 T; {9 A( F+ ~; Z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。; ?6 c% r) t8 ]( W ^$ h
8 b* B/ {4 J& ~* M8 |1 D: W8 l2.1、输入特性：
& j! k! q1 y! a" q; p$ p
) @5 B: m8 w* ` b1 U/ A) a2.2、输出特性：5 z8 d' L* W3 T# f# Z9 a
3 d0 l& }- v% c+ u' s$ n
2.3、整机参数：1 o) l# a% U9 y) g* f$ v: I) Q0 h# N
% a* B( l$ J9 a$ G$ g2.4、保护功能测试：
: w* h! k9 e# y0 _9 R
$ y- S7 U; s% F: c* i6 }
2.5、工作环境：* w% `8 X8 Q! Z O
8 L* c4 d; P! u5 t5 z! J: k/ H! T
2.6、测试仪器
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3、样机结构信息：
% b) B& {6 I3 R: q* m3 q+ L' A$ y' D$ {
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。& @" O6 y u4 y u: ?
) M% y' y7 y. N& _! I1 S3.1、电路原理图及PCB 版图：4 I" ?+ w. u. A
$ J) p8 e) O+ s @（1）原理图：
* V V: p p& | x1 R9 L/ j1 F/ @' p) ?, }7 A8 h
（2）PCB 版图：1 N! q- ~: \6 ], q
^! p" X( {' m! x
, N3 o4 j! j. v! _: I3.2、变压器绕制工艺：, T8 y$ I: g L" E/ K
2 S/ w9 P/ y* `- X
1）电路示意图：$ c9 S& o; f* |
. _: Z! X7 w7 K x( }: F9 \; w6 `3 ]& H: }6 p3 N) d
（2）规格参数： v, \1 ]3 O4 f3 S
7 r* y/ n( z+ b y1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
* b4 W+ z( R0 T# z" V- k. K2）材质：TDK PC40 或同等材质；
, L, C B1 n# N+ L; a: Q3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线9 P9 u9 O; {' p0 j
4）次级: 三层绝缘线
3 Y5 d# u" f' O' j9 R5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
: q- e4 K @) _* L6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
4 |- l M0 l% I; Y7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
( {' n9 p7 u, i+ Z4 Q- F6 D8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min# l0 G' g. u, s
9）成品要求:浸凡立水
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(3)、变压器参数：
- O9 G) B1 U a1 K& F+ s, P
" F1 b4 t* u6 l' M2 P# [. R
) O$ t3 @% {$ B+ C0 w% A6 O（4）、变压器结构图：! B u- m8 U I5 `0 {
3.3、元器件清单：8 n3 H& U. H. p9 P ]" u- |
. y6 {2 k i" t( ]
: g9 q; c0 D" M0 m
4、性能测评：
" z+ f% U' ^3 F, Q: J* H/ W: j: L z+ \" V* T( [
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& [# f0 l. e# j, @6 m
* ]7 F1 ]) @! v g- X3 g4.1、输入特性：1 m5 a' p' s& n
. M/ f8 I$ V" z$ ?! D' o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。% O5 D0 ]" s6 ^3 F0 b3 w, ]! A
9 m$ s) B' m# M9 G% p表1 、无负载待机功耗(无假负载):. J* b, m3 h' ?/ t
5 R; j( u: b1 L
0 \" U+ `+ U( W! P表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性2 X- p- m$ U! Q( m( O
0 @9 b% h$ }4 h& o+ @0 g
) C6 S: D- K: m' w表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
* f5 c6 [/ a% E
" U8 D( e3 L! ~/ T% C& Y. w) j
4 `- A% X& Z% `* y% B8 B表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:: f: x* C1 l7 l2 C
o$ a4 n' k4 u2 `0 z6 _
+ C+ U0 B ^0 ~5 c& v4.2、输出特性：) ?* E9 D' N+ s- v/ H! M
5 Z! ?1 p+ |4 o W# y$ x6 t注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；* c q) e- u! a/ @, w) o
) {4 m0 b' ?; m- q* |
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
: p' K8 `6 K5 w3 X g2 c7 n
. G. X B; r+ |+ M5 [5 D! P表4 线性调整率和负载调整率:% E( B8 i8 Z9 H m7 ?; E3 W
- ^( r: M' `0 Q1 v
4.2.2、输出电压纹波：
2 d/ M1 x4 S. ` N7 l) x- a/ P8 q0 I. e; M8 t3 o
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。
8 k5 l" l" ^# m* ~- T' U6 H7 Y7 b3 X4 {0 s
表5 电压纹波测试
% Q4 S$ S& v u; n) }3 t& E( `0 K. i. Z/ v" ]3 h! N* ~% K. j
纹波噪声波形图：
5 v0 L2 Q0 C9 u6 `1 n7 d- O$ R, a/ N. ]- m: R
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
) n# Z. T5 c- }! t! R" w0 V
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load 6 ]$ r8 u) m+ L- ?9 g+ O- U
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 9 a5 `( A" q" A) Q3 V
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：
7 s" n; z" E8 J! z6 g/ A {+ Y/ C
$ h Y1 b+ P M以下涉及过流保护、短路保护的测试。, o6 i" @- e: T5 w3 H
' w8 _( U, |& w1 F4 g' I4.3.1、过流保护：( s2 w$ F5 Y8 d6 K3 l/ n
" U5 O1 H$ b) \1 q! s' J# A
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
, [8 A3 Z5 x9 D9 q! F, R: q* V) E+ k. h3 R# s4 m% f! Q2 q# F$ |
5、其它重要波形测试：' p) H/ b( ~# g8 e! Y8 W$ r8 |* Y W
; m4 H7 b& h* R& p. Q
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
; d Q, U7 D3 g
' X2 W+ s9 ?1 f, \
AC90/60Hz，100% Load $ P. o% G1 S; _ v1 I
AC115/60Hz，100% load 4 r5 o% f# r1 U( ~
AC230/50Hz，100% load ; l t: e6 k/ C6 X
AC264/50Hz，100% load
' s4 n( ? J* J7 Y4 I# Q+ K
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
2 R' \) k! f: [2 H6 Q
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
6 B, n2 ~1 Q9 C( X6 s6、EMI 评估测试
# v6 t. g) y* T- R/ T
" Z/ ^% G' J4 V3 ?) P4 y) Y测试条件：! o7 o& x( B4 R, f. P; ~8 g
9 H/ U: F; U) H: G d3 J输入：230VAC50Hz；8 y$ d9 _, B" S' K" @8 S3 S T3 ?; R
输出电流：2.1A；6 i# B1 _% v5 G0 D& {9 d
负载类型：电阻；
5 y& F9 I/ e/ N! r1 ?: a! I& O限值标准参考：EN55013、EN55022B
" p- h2 c& y; O2 X* @. S. U$ w/ u% z$ {6 z) x
传导L 线测试PK+AV 4 [' Z1 y* s. F+ [7 ]6 ]7 r
传导N 线测试PK+AV
6 `) L" e6 ]0 g0 x ~
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