本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑
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# o6 b- r& P3 A4 I7 W* u本文所介绍的是基于本公司主推的CR5241 10.5W充电器方案。其中，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。8 U& C+ j7 [$ N6 t* t
! ]/ @5 g7 C' X# b7 u, L01、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。3 R) n- z, T4 V& q6 ^8 T
5 g4 g. q" D& p) w9 M! }
# S+ \ d9 {* Q# ^# O/ [
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 + q6 [& R2 X( g* H; T: C5 X0 b \, ^
关于CR52413 Y6 v/ T* o+ u) ?( ^+ d. c
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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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1 W4 W' y0 [" W& n9 F" B* ?9 wCR5241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。
1 k% S3 y. T6 K
/ Y- P* }+ q6 l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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, Q. ` Y# {! @+ E. V+ [' jCR5241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 K6 U! G, g) J( t* A- F
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芯片特性
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● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；+ v, `* K6 P; c# s0 ?& Y
# K \# |: F& s1 w. Z: a4 [● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
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& w2 q% V) {# X$ S. m( H● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
9 T$ H6 O# C( b' Y* u
& q) k: I; ?% u1 `% b● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
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, E: ^1 D( I' g* v: 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”- q1 x) V% j2 l/ c( Y5 C
) W- ^6 x' B/ R8 r, d: {3 k/ s● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
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4 Y0 w/ h& m" R9 p) b+ c( K● 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。; j. K7 B, o2 k
# `1 [6 n, S! G基本应用7 ?; f# f5 }$ }% E" r% u
# h& G0 U9 H/ i● 电源适配器
4 S" @# ^& G* A. j2 K+ O● 开放式电源+ O# B; ]/ k/ v' k. o5 U5 W
● 数码相机和摄像机电源
3 r4 w' ^" O: T6 h/ O4 Y+ C" G- g● 电脑和服务器辅助电源
5 S" G1 l. x) ]% t& e( @% A; ]: Q" c● 机顶盒电源
7 Z; K. R N+ |- c6 Q9 w● 掌上电脑电源/ `% g$ a) }* l: y
7 T! {. D- f8 c- R
引脚分布! p% E: T: U0 g
1 r6 |7 ]7 p2 h4 P8 x" B引脚描述
# f Q4 ]0 q% v8 |( B0 D- e6 d' t. o! i9 X( B. M
; O5 A) s) E z- h; R) }) Q
典型应用
1 l! d( E; S" F* w _4 E; x* v: D' J. ?7 ~* M: w
. @' }$ x4 _% M. @% U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。
1 {( V; T6 y6 A* N! c$ `4 C2 U+ l5 c) M& R
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。8 Q8 H4 A/ t1 R
1 `4 b9 h( E6 _. B8 g% ]
02、样机特性# c: |: L. j1 f* I% T
5 P3 p8 ^0 g0 H7 O9 R9 N3 i& e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。
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) A: e. A0 w9 y$ ^7 v9 Y6 l2.1、输入特性：0 i7 g% |% @: {' n
) h7 C4 j5 a+ @2.2、输出特性：
0 ?6 b9 D& a9 @' d1 y# x8 c7 T
0 @3 W m6 n2 J% F3 t7 Q2.3、整机参数：/ U' a6 ?" p7 G3 j! c A
. q/ V( c0 y+ T' M- J
2.4、保护功能测试：
0 @% \: }: \9 e) X
1 p4 F4 m1 r- u7 p( }2.5、工作环境：9 A+ W4 @- J8 H) H- C7 z
8 B6 K8 ^( X B9 k" h/ N6 \2.6、测试仪器/ M' @* q+ v4 f2 B+ G0 n
0 n) T, a/ q2 r7 e/ U03、样机结构信息
, \6 d# K7 _# e% @
4 D7 ?0 F$ ~% x9 P5 {3 o4 W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。
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# ~" u: m, X- f# g0 [3.1、电路原理图及PCB 版图：7 H& c- o2 X+ M1 N6 Q
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（1）原理图：
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（2）PCB 版图：
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4 L+ q8 p9 q' }8 Z4 L
3 q1 Y2 u* e- \0 g
; H) p( G) h. P# S& J
3.2、变压器绕制工艺：
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1）电路示意图：
( y: _/ [* h* f6 c+ K- p" A5 x8 Z( s# _) Y1 x& F
（2）规格参数：
4 V# H" V( F: y* U R) Y* H) A# ^" v4 Y, C/ {/ n
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；4 M, A8 Q# h/ ?& y- @
2）材质：TDK PC40 或同等材质；9 Z3 x! J% U( r; ?. Y
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
* [! }! a& W' Y- \: X# l2 x e* f4）次级: 三层绝缘线, x1 [" }5 K& y7 A4 L# y, S" S( w4 c
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
1 H) b0 S( e: Q" y% C. e6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；4 z4 A8 M+ h+ B; t' r
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）)
w8 m* R+ {# L8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min8 g% G! R) q% s/ E Q- C/ n% c
9）成品要求:浸凡立水+ r' w, r1 g% n' |; O
% q: \& u8 D) l2 p(3)、变压器参数：/ B7 d/ M! U n n
# _5 N, G5 b- j2 K6 d2 @: ?2 h" T/ |) j
（4）、变压器结构图： z# p% ~% t [( @
3.3、元器件清单：
5 U+ e! }/ n$ Y" N& ]1 s5 f2 j$ L, J; q5 w. Q; Y) B
2 D. G% w) w+ K" u: ~4 h* H0 H04、性能测评& L) p0 b8 L) r' }1 O
5 N; }5 \7 T$ T# H2 a K
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。, j8 ~/ A: A/ {4 c' C
) n# l! \: z& \6 O( h
4.1、输入特性：
S6 G1 F6 A, N
: \1 |, ^6 j$ ~' m i9 l& U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。
( h% _ T6 t3 F1 z2 R2 m: b! A0 C$ C& k( Q& p$ R$ I" x9 u! x) J
表1 、无负载待机功耗(无假负载):- ?% @7 p( U! J- t; k
1 \6 {- L' }$ V
/ h; |2 z4 R3 W3 W表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性2 N+ z0 b6 @2 X; ]% W+ J
* N* [- l0 k$ ]
& B) y4 y q% N; A, N9 p. N# a表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:0 n& H8 Y5 N: E& c
/ E8 |3 c9 y$ s" V l: _! Z0 @6 B6 J9 ]. ^! Y/ x- c7 h
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
6 A/ ~& T7 u/ S2 `2 b0 C0 q- r; H. h! d7 s. e* B6 }3 h
4.2、输出特性：! P7 k1 q! u- \1 t% d
5 d# \8 \. _6 j Y$ W: }; S5 W注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
/ x) Z& e' R) W; y; { Q }& \
4 P1 H) e: @1 I6 k4 E4.2.1、线性调整率和负载调整率：
* t* c8 }9 a$ l- T4 i5 r6 F4 X P: |
表4 线性调整率和负载调整率:
1 m0 p. A m6 i& @# n4.2.2、输出电压纹波：
( w- d; ]% p2 P" a5 a
: ], E5 f1 Z! o5 N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。
# q. O/ j4 ?3 r; A& T0 p$ N$ @4 f) u
表5 电压纹波测试
2 I5 F3 N0 ?3 i( k4 m* F
# n; ]* `* r: H5 R" t3 N纹波噪声波形图：
& g' V' t# w" S) q" s
0 x {2 l/ g$ ~& Z' kFig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load 6 ]* W v- }6 C" K
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load * c( ~7 J: k* @; h7 ]" e) e) b
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 2 ^- T7 i j8 C1 x5 z5 L/ o$ [: L
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
, T( S; t0 W, S' c# P& u2 H$ Z4.3、保护功能：
y+ r5 J3 b# X0 u/ o
" @0 }9 S) X" `% @. Q: s0 J2 h以下涉及过流保护、短路保护的测试。" J4 x2 s/ p# O4 }5 a& r" _
6 O9 O- F) K0 [ \# z% r2 ]0 a4.3.1、过流保护：: s& W6 I6 p k1 [' Z, M$ }+ \
9 Q9 Z( R/ i/ C! N
2 i0 ^# v& o- c3 n7 V# i1 N- I1 a( E4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A1 _4 X5 N; k8 [+ S0 I! m
! |* t* C6 q# C7 k
05、其它重要波形测试8 ?* u0 C& N) c! f( z5 X s' g9 Z
* S; }! B5 y' p. ]6 i0 D L
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
% [# V: z3 s( W( a, S% @ \
- l2 G$ x E0 L% r3 v4 m2 }* k6 s6 IAC90/60Hz，100% Load
+ N& P7 q8 K& FAC115/60Hz，100% load 1 n% u& R- M7 b+ [
AC230/50Hz，100% load
: J, S6 T' w5 {. i8 cAC264/50Hz，100% load
. u) P' _9 |9 ?# m: t+ aAC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S % |5 N9 f1 e8 d3 ~8 `; _2 g
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS 0 k2 s% s6 G* {
06、EMI 评估测试1 N. H# s1 i, ?* ^1 T. t
- q x8 k+ [) Y6 J T测试条件：
, ^' J9 U# s% y) s* j5 O% n8 j8 R: a' A+ x2 s( Q& u" A
输入：230VAC50Hz；
! @3 z% s' g$ k: u输出电流：2.1A；" r5 }' [- T$ O6 T% o
负载类型：电阻； {) t2 I2 N- s1 E3 \. m' t- o2 I
限值标准参考：EN55013、EN55022B1 O8 P5 T2 Q! n5 \9 J
( O- E5 g: t x K. E) X( L
传导L 线测试PK+AV L r- }1 g/ n( @+ b/ ?) W" `
传导N 线测试PK+AV ( c v8 J( x9 \2 S
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡