本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑 . H$ g2 X4 m$ X# ^
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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。
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01、样机介绍0 o" Y* _4 R; J1 \1 w
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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。' ?- |2 c' T3 d' p2 `$ E& t0 a
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! [& G: @& d# T) o* w s8 rCR5241_5V2.1A 工程样机示意图 . Z) P# Q _" |. V
关于CR5241
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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。2 U9 A- x+ d& L2 X0 A
* V& M% `3 I9 F2 MCR5241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。' C2 Q! h( c4 G2 E+ ^! J9 {* \
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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。# t/ I/ A) H7 V2 Y( a
0 \5 d/ M8 q' s4 N- W$ A% }
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。% Y- Q7 Z' T1 x6 {0 }) s
9 A0 E3 M# D3 ?( _ A芯片特性
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6 @/ ~: R6 [: Y: v+ K& k' v● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
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1 g- e4 j5 t( C8 k2 w7 R● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路； R# D# Z! i) R. s
" A, U1 D. T& ]7 J/ r1 I" `0 g● 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；
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3 l6 B& U; P; x0 W8 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”$ E# |2 v7 m7 E/ z
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● 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。; ^3 S1 d( F( C
4 c6 R9 D- D3 ]! f/ \基本应用
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9 q: z. }" {3 S! o9 K● 电源适配器, v' `, p) w3 L, m9 q& @
● 开放式电源
/ Q+ |# v) {% [. k1 A1 A: S) Y● 数码相机和摄像机电源1 }+ S& s8 Z& b, l$ p4 w- Z
● 电脑和服务器辅助电源
" ^. ^. Z0 S6 j8 q+ V; F● 机顶盒电源
& ]8 R9 k& r C- L! {● 掌上电脑电源, S0 `) s* P1 H Q
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引脚分布$ H% A2 f2 h5 ?% v' n" w s
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引脚描述
) }+ {: `3 |' e2 ]# h. k8 \( }/ L X8 d+ k' g
: G' B7 l g9 _6 ` ]
典型应用
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+ H$ W/ }& G" z# ~该样机大小65mm×38mm，AC264V输入待机功耗<100mW，平均效率>80.0%，能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”标准；具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP自动恢复”等多种保护功能；由振荡电路产生的频率抖动，可以改善EMI特性。+ n) P0 C/ k& ^% M* C0 \! ^
0 q5 g6 C5 p3 Y! Z% S- g样机的变压器，采用了EPC17磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。+ G. a9 q. B: ^ k B8 \, ?
. \* ^3 B) b9 y" Q02、样机特性5 R* k( a& J' \ A( G
- h! T* Y. p' Q* J/ y- k以下表格为工程样机的主要特性，具体测试方法在第4章节中有详细说明。
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: Q+ t: [, z8 o9 _# y [/ b* }+ t2.1、输入特性：5 f# C( f, F7 H" x3 b s( c- n: C; s `4 _
( P4 R% K& h7 C3 m g2.2、输出特性：% X* D3 ?0 |0 h
* ^( c3 R8 w' B" D/ f2.3、整机参数：2 }6 y9 x1 Y$ P v2 t$ T
0 ^- Z8 H0 I$ ]" l3 K8 ~
2.4、保护功能测试：) _" G; `0 U" c/ c$ H. P
- i8 R" ~+ k6 u- A! Q; C ]1 _
2.5、工作环境：6 J3 w) d8 p# u* L
+ K. \ d4 w% Y: L2.6、测试仪器# x' z6 t: k+ i
" U; l3 V2 Z- \, Z! R k03、样机结构信息6 S8 |' S J( b% v' d" W {
. b2 {# B8 L9 s0 O: ]5 E本小节展示了工程样机的电路、版图结构，变压器结构及工艺。
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7 C' \ B; w/ y$ B# Q3 U3.1、电路原理图及PCB 版图：
0 w: l8 N$ m3 _! r: ` l! q7 P" Y x: P4 a$ ^* }
（1）原理图：- R e( b6 ?, {2 E
" a' \) [ w) W( v4 G# z（2）PCB 版图：: F* T; y. F i7 B; x% k
& P* q0 r0 A' j
7 p6 h5 M3 x6 C
; y' G- `1 d9 R8 y6 ~
3 b$ U: b8 ]; Y4 V3.2、变压器绕制工艺：; }6 w1 ~8 X8 m3 }
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1）电路示意图：
! y, {% r) B% K) r& u* I4 m+ \0 u: [% x* q: ^
（2）规格参数：. D$ ?5 ^% ^0 K8 d! _
0 p% I( r! D, M! Y; q! s1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；) j. ^* a# A) h3 h
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
" O/ L0 O; U! A9 q3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线6 P% G, L4 S* S6 K7 U2 d
4）次级: 三层绝缘线
. I$ H# {. K3 k8 q( \; i/ H5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质! q6 ?# c1 Z& z( S/ A/ f
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
/ ]- [" V5 @1 w7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)( v7 h3 N8 z( H9 R2 _6 Y
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min8 W6 @% y0 h) l- i& p, c- h% |
9）成品要求:浸凡立水
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(3)、变压器参数：- u, W% U( }: O6 m% D
( `+ s3 T I' Q; \: p6 j: W) X b# Q5 t8 v+ g) h' U
（4）、变压器结构图： N5 i6 M# a6 ?
3.3、元器件清单：6 o, V: x& j/ ~- y. \5 B( l( \
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04、性能测评# L w5 S8 U, [7 M p( J1 z
# K+ T) d) {5 [3 G7 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。) x! R+ R' J$ g" p5 G4 e9 ]
2 ^7 i) T; V5 P6 Q9 q% U4.1、输入特性：
3 o; S0 C7 C) c! N6 u# ^6 Z
' p- u) A$ h9 E, D+ b* K# x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。. ~$ U* G: s# J, c, X
! m. C1 Q2 z2 Q2 W' C5 s) o表1 、无负载待机功耗(无假负载): ~ `% o6 I. E2 F3 k5 m; x) y
) T) W- \# X4 d0 m% g
* ?! }& T' k# b) g' _/ M+ `/ s表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性' H3 s B# ?1 y0 m# t
2 b" a$ S3 ]8 d0 G8 h V) w
( t: o( K$ O2 d. o+ ?表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
; [9 E4 t: \# V3 L3 N/ N# l) s p6 g( {" P4 P
, a3 R3 F; ^/ x' l; O
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:0 d% S3 W+ k0 l5 M
1 R3 T& w* |7 L5 u
4.2、输出特性：" s# y1 F$ v* T7 m' f! S
& Q- _9 z8 {, T. Y7 b* c% t注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；5 A$ K8 Q* q7 d# Y5 Z! |
# I. u% B f: h* o: h! [# t) v% k* ]
4.2.1、线性调整率和负载调整率：0 x4 {; ~/ D" |- r a J L4 Z
, R# a) r( p: ~/ ~+ Z2 e. e表4 线性调整率和负载调整率:* d9 _( h4 R' S, t# d: H3 [3 ]& v) m
4.2.2、输出电压纹波：
9 m( Y/ @0 B8 D& O& ]8 Q5 _8 n, {8 Z3 x, A
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。
; o5 _% Z6 Q3 H2 c- D9 U3 i9 M3 V2 r
表5 电压纹波测试- z5 h: J6 g- V2 m- |! R# T
- W, B7 A* P/ {- }- V
纹波噪声波形图：6 |. l* l) B1 G* c# q
2 y1 M7 z) t0 ~9 k1 a( w1 f' zFig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
; T1 y6 d/ {# _5 u2 y! E l& uFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
, a1 A, z, k& L jFig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
6 L4 E1 V" q+ n1 [4 G. @; SFig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load & p- W5 L: p& M4 T
4.3、保护功能：. _* A/ z9 U. k2 `$ O. R8 h! e
7 m" Y- |6 `9 w# w6 \以下涉及过流保护、短路保护的测试。' O' C( u5 ]2 i2 }
4 Y; n+ F0 M1 ?
4.3.1、过流保护：! i6 T+ R: N% W2 x* {
' c6 I U4 q X) o
8 v( X; h/ ?1 O3 j a2 q* Y
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A8 e8 j8 S- Z, g0 v! K& f1 M! @8 ^
0 o, @( j T# Z9 i7 H9 q2 S. R
05、其它重要波形测试+ N, h7 E: t/ [" s( O
& N, Z* @ ?" G
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
6 I, \( a' q6 O" f
i8 z1 `- w8 }# c0 r8 mAC90/60Hz，100% Load 7 P: C u0 I! ]" N" A
AC115/60Hz，100% load
p" x& n) Q6 L0 |2 h7 g: YAC230/50Hz，100% load ! S2 ^, r6 e r: p9 A2 T/ y/ I
AC264/50Hz，100% load ' C2 n& r1 u( {' W4 r9 i
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
* ~. N; ^- Q# TAC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
, H P: `- W! `6 i/ E0 k/ M! k; `/ g. _06、EMI 评估测试0 l/ j8 `% o! u, V
B5 x+ [" ~% P6 U9 O1 R. E6 a0 N测试条件：1 L3 s! E; j; ~: j! }: S
3 k0 a7 D6 s# J' l$ f
输入：230VAC50Hz；# e) o5 |- b& F2 }, j
输出电流：2.1A；
. l% ^! U+ F; u% z! U- N) r% Z负载类型：电阻；2 A- c% M- c. c
限值标准参考：EN55013、EN55022B
Y& Y. g% K) j; H v3 z- H0 p- Q& e" w+ ~% ^
传导L 线测试PK+AV
$ s. ~7 U) j: I& I1 k( k4 z传导N 线测试PK+AV
! S+ _+ [* N9 C! N1 U, {4 d3 B, @7 |辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
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沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡