本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑
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/ C4 @0 t P" a. @" Y Z概述$ L P! c+ u- |
5 z/ X; q: Z. S# Q$ Z
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。6 q1 c2 m$ g9 k m
( C% Y3 N8 c. J p1 u8 Q7 v H/ P. `3 d
1、样机介绍：
% _( j H) M( E
4 U5 g* J/ F, C2 C- w1 `6 }& 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。: [- G! l5 g4 c8 q
3 T# B; w7 x0 A. u, |6 H; n
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
! _% t0 @! ^/ E关于CR5241, U- Q( y( h' Z5 m' Y: c$ W; }) {( s
, L: @8 [% h6 e9 w8 T& \( a1 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 O2 n4 ?* q( `: x6 x
' M5 u- w9 v1 DCR5241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。+ f X$ R- x4 M; y, K
$ R P& H. X* \6 O! u2 s. E" Y) ~8 b
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。( l- }3 [- v$ k6 d
9 i" I- v- @8 x2 l* B6 f$ d) ]% U1 z" M
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。
- L, ^; v5 u/ C9 |1 j( Z芯片特性
; i0 R# j9 R V. H7 [. F5 e
; u1 |, E2 R+ o3 [% m( d● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
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● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；+ j+ e/ g% \$ |9 F* k) i
# P8 y" a! h3 p' Q2 a
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
U w% K* O7 ~4 I+ }0 ?+ L$ \. B! u6 y9 P' p0 a
● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
: [9 G5 O9 G: I5 i6 p( J4 a
* O: O' Z {* H9 h/ r$ R! j- y● 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”
+ { N& i3 M# r; C" z
% C( A2 M0 T4 S6 }● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
, V; v8 j+ p+ f6 u6 i
) x M- M+ T$ ]● 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。
% F' y4 T) s( ~5 c, }
& X* U+ p; m- b% w7 r基本应用
4 @9 G7 x, d1 c
4 q" ]; f6 G8 `. t* H电源适配器6 F' F$ q; r1 m l$ \2 {: n
$ y5 |% X" R/ {6 o, T
开放式电源9 {! k9 _8 L( H/ e, G* h7 H# t
1 c% e" b# q( t2 S7 ^; ?, O# q数码相机和摄像机电源
, E: f+ p, D5 L1 `; n" v& @# h1 a4 _" h+ X9 x1 f$ X
电脑和服务器辅助电源
: Z# b2 T7 ?# G3 x
, g0 e/ Q' M( A/ @# T机顶盒电源" t, X0 I+ S; D# ]5 b* Q
; W: R) Q* f" L* O& _
掌上电脑电源( ]1 }+ U+ B! W0 C: N
& `; @7 y1 x k5 f# l引脚分布2 T" z r6 e0 b1 }: ~' A/ Y$ k
" h3 T M# u! @! Z( H x/ E7 n0 b& {' E
, k9 z" J5 s' R- {引脚描述
/ s2 B* J9 q# d% v9 W' ]
9 R9 N [( X+ |/ S
6 Z) Q0 j- n! Q0 E典型应用
9 b5 j4 D: o- g& V9 b& Q; @( B2 Y
2 W6 S3 ?# ^$ E8 m% {7 x" F. o0 m- u& Z& y1 n$ 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。
$ k ^+ ]2 p. l0 S G _" B" `
' c2 j- v1 V) E x8 r4 W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。* H/ X; R5 X* i2 M# \0 X
; ~ ^ h& {% x$ S* F" ]6 B
2、样机特性：
8 Y( }: @: A- e( P" I3 Z% _8 j, d% R# M# B
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。
* o; \+ B0 \+ Y2 |2 N; a/ o7 ]( q' C' f* X7 E4 ?" ?6 N# b; p
2.1、输入特性：
: v: x m7 T* X
8 K! O1 _: m9 R9 f2 K( c
2.2、输出特性：. f/ l; H8 ~$ w: ~& D/ i8 w
0 k8 u! c( K! F9 n3 s; d2.3、整机参数：/ ^7 n0 N G- d1 v) ~9 j" R
% n# c- o. U% F) D: H+ _% E- T2 q
2.4、保护功能测试：2 {4 S8 B5 O1 Y5 Y, n7 {. X, V
( h2 v* u" j+ _0 z- ~. z7 \2.5、工作环境：
" v. q2 k& K6 r2 O' o9 m5 T
x% L1 W. I" B
$ R" S% m% w/ c/ Y t2.6、测试仪器- o/ R% G5 ?6 m. s( S+ Q
# T, f4 q k0 o$ i8 ^% D& c+ Y
3、样机结构信息：( m2 C- N+ m' e9 H$ I7 X* g" S
# d1 g8 ?: A7 ]6 l$ C- o' U* h% _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。' w) J& Q* I" H; n/ p- Z, ~& g
6 x+ w4 K$ \8 ^& }" [3.1、电路原理图及PCB 版图：
5 g4 U f/ j6 K- Y/ }! ^ ?
" v% |( P+ ^7 N& U! v3 p/ {（1）原理图：9 d4 Q6 d& W2 D& j# M) u
; z# P) {( ^2 I0 P. i/ w5 |. r
（2）PCB 版图：
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8 X& C% H8 C. @! N
3.2、变压器绕制工艺：
; Q- r. l h5 E% a; o' z! l+ n, X+ G' F
1）电路示意图：9 T' h6 D$ ?0 M
) p( ~. k1 G* A& ?5 U) g. p+ Z- e( d+ N9 G# M2 e3 {
（2）规格参数：5 \# k5 l# W3 ^* Q6 Q; c
# d* u5 d z" K& D* }3 Q B Q6 b3 J
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
) a( A, g# L' r/ P2）材质：TDK PC40 或同等材质；3 |6 M I3 t$ y! P6 r+ e9 w1 S
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
- g# ?: b; f4 v4）次级: 三层绝缘线
; b% g7 u* _' T3 A5 p5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
: {& I( c: t+ G3 }* ?+ P/ E# @6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
/ T" e+ K# r4 Q0 q+ j5 ?! n3 w- B4 n7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
b& d2 O6 {" o4 D1 V4 z8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min5 L' G7 n, b7 k) n- m- A" \
9）成品要求:浸凡立水& V$ N% M$ f& z p, i* H
: B. J2 i4 U6 h(3)、变压器参数：
# F# S- U6 Z# n5 c7 J+ B6 r0 A2 w2 l i! \
1 u$ | `7 S/ \, R! G, `) R
（4）、变压器结构图：" i0 U+ e9 k1 i/ V0 R
3.3、元器件清单：# h3 u/ g% q3 C1 E1 d- ~
# _$ L# l" ?" G0 r3 `5 l
8 _8 ^) y: ]% s1 g9 b6 L3 G, q d
4、性能测评：7 N C/ K: \ c
, c T; Y. 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。
4 Q4 X f7 P; c0 z+ ~1 X+ l- V5 }+ U: c: A
4.1、输入特性：7 ]/ d9 A9 e0 c, j8 m" s6 w
5 l r/ h x0 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。
! }' \# u9 g3 V( D) w( x+ p: \( a0 M: c% N3 T1 A7 P |0 @: u
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
6 p7 P1 W& B' }9 G6 f6 {% @1 ~
- a0 k& l( _( y, Y( j* U/ f
2 c, {2 J4 i4 Y0 ]) s& q- U5 s( ]表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性3 a7 {1 h! A- y% j) Y
/ M3 J+ ?- R* P& C9 ]
) |; c3 s& s3 p) }6 A9 i表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
1 l D8 T' l$ V8 w3 D: w& D$ l
# i( J# V; Z# A( e' w7 r4 A* h# X& _# z% f$ x$ j) U" K' ?
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
- x/ e' s6 N2 \: X$ Y n, Q6 E) X: Y/ q
q9 ^2 K$ q r- U- W0 z$ l
4.2、输出特性：
. o4 n6 w1 p* n6 a$ F. Q i
+ N- i% R$ Q, G- k! ]' D注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；: e( _+ i; R, m( Y
" R. E& ]0 k4 P# Z7 G, n' N: G
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
E+ j/ \8 v/ F
1 U' y' y2 ]+ h. P表4 线性调整率和负载调整率:
& o2 k( M# q/ z& {* M$ c+ S
2 N) \0 z ^1 v4 {! U' \8 b6 [* q4 _7 o4.2.2、输出电压纹波：7 D! @- ]' s3 K1 n8 l
# K5 ]2 v* W+ a( e' h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。
$ p# T. O. X/ K# r) }* e- X# }" ~/ C/ ~( Y& K/ J
表5 电压纹波测试( g; F4 x5 O" l8 p# q' O
- z# ^- \# I, q/ D, B+ i纹波噪声波形图：. o: ?+ }6 O2 c/ }5 o" b, I4 m! u* H
! \, E- N. b, a$ z
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
1 ]4 k9 p, y) A# r, f. {
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load ' i0 N& r% E! f _ X) }' m j; T
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load ! c- t" L8 I; U; ?3 {1 K
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：3 \" W, W6 J' X6 y. t: }8 s
7 J" c" O4 z: }: g- e
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
# s& `: t* `4 }
' ~6 ]$ D% z3 m4.3.1、过流保护：
% D: Z$ w$ V! Y, S% ~: i$ ], J3 g7 f. H4 A
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
2 {8 v. g, T/ A
' k" u! [$ e2 c% S; q5、其它重要波形测试：
/ f* ^, r+ U) o. z9 q1 L0 `% { f+ B8 f( o
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：8 I" t) t% W0 P" n
0 l V' b, M( O# m1 v5 P" r( F
AC90/60Hz，100% Load
$ ?9 N$ K% l% z: Y- r. K% K
AC115/60Hz，100% load + g4 i) B# Y4 C1 R X! X% t, Q
AC230/50Hz，100% load 6 }* @" [. _6 h; s4 Z
AC264/50Hz，100% load ) H9 M; u' d0 h9 g/ z
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
$ y6 k" P! M% \( Q' m( V0 ]$ o
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
4 }% m: u- C0 i) c+ ?& M! q& q6、EMI 评估测试
) g' T, z8 q& J4 ]0 V% R/ i6 B& i" S I
测试条件：8 o: a: E5 G$ j8 w4 |' K/ o
/ T( u$ f1 M% p
输入：230VAC50Hz；, K5 q) t5 D) Z; j
输出电流：2.1A；
6 p7 O* D6 o- O; V( d负载类型：电阻；4 a" V! V9 B1 s+ ?6 T
限值标准参考：EN55013、EN55022B
; [8 J( i& v$ I0 G$ O3 M
( ]" M G1 S! K# A/ H
传导L 线测试PK+AV : P0 d8 |( F+ s6 h9 \" w
传导N 线测试PK+AV 0 n! `" F9 w; [$ ], I, t5 h% @
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