本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑
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3 N0 o. i# A- b, 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。, a: I6 P$ T& P" d
. q2 \5 i! E2 {7 O. e' V% Q01、样机介绍9 Q: A0 S2 Q: O! X ^6 g" n L
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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。
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CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 9 P- Z* i6 e4 l: t# A, ?" s
关于CR5241
) v' T0 f; b2 K: Y5 U
7 C C) W$ z. ACR5241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。
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) t; r" {% e4 [4 F7 Q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。2 u9 ?7 U! L7 W- R( X4 }
7 y1 U7 c2 N) h# k, q0 J
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。, d6 W) x4 S3 T! \. G
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芯片特性
( e; k g* ?4 ], u# N) F- _2 @
- \% T) N5 _; g8 h% S( |● 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；
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6 s) ^- ]1 ~8 f8 v2 c5 } m$ o● 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；* o8 Z% w5 X3 d' N& T; n0 y
* J7 x0 C" z8 T$ w+ |/ }● 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”+ b. v4 K2 E1 e; }
# z4 N5 W" l; Y( S6 D' w● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；7 _5 }1 T C- k& C3 p
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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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/ K" O) I* r3 K t基本应用
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! `3 A* {+ n Y0 W2 j● 电源适配器
# v) ~1 f: j1 A7 E" }+ R. }● 开放式电源4 Y/ A" [3 Z7 H. @9 w
● 数码相机和摄像机电源2 s) M; `0 X2 A* G+ G
● 电脑和服务器辅助电源
( l; u% T8 L* Q: E+ i) }● 机顶盒电源
0 o* R3 v4 q4 i- }● 掌上电脑电源
1 ?/ H* o# s' R; W. {4 r5 |
4 L- d3 C' }. _ J- Q/ O' ~: m引脚分布
0 [6 \8 _5 T0 A s8 v
% p7 S* L3 g- |; ]引脚描述
/ I+ f+ g8 @ c" w% C3 H
; @ z1 R$ }( c7 v& a: k4 T$ \* G: k+ W% h
典型应用& p3 Z0 f, B% M1 V
0 Y6 k! W' P, @3 O: a! G9 K
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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。
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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。
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02、样机特性
$ l# U# Y: `+ c4 E0 r; A
2 S+ v) G W5 x2 w t$ T# Y2 k* R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。# X# s7 M; r U5 d9 k7 i* U
1 a- x0 w# X) E0 V3 K
2.1、输入特性：/ t# {: E$ P8 H z! M! k5 s
% T8 p! V# m8 D! W6 G2.2、输出特性：
# P) g* c! u- @% A8 i! |; f i' k0 {: t
2.3、整机参数：! P" `9 G. s' Y b) ^% F- R* `
+ |: E: n3 ^0 Y0 t, A1 N1 u1 s2.4、保护功能测试：3 b0 G& A2 m& g: M" m6 d/ {9 t
! [! d" A/ w3 B: f+ j! |2.5、工作环境：
/ ~" O a: p: z* [' I' p3 x6 J5 ]
6 r# G' W3 U+ |; Z# f! {9 s5 U2.6、测试仪器
1 W; ?" r4 W N8 _# e/ f7 V
4 o/ s, l' M- Z- b" {03、样机结构信息) A2 \- k+ h* Q( k( F) P
* U9 w; n- n6 ?3 B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。1 Q5 x) W2 _& g* _
5 ]" _3 w" J" P7 F C3.1、电路原理图及PCB 版图：
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（1）原理图：* T7 ? q: d! h
& I' r) E! p8 a) y8 N, }（2）PCB 版图：% K7 M7 t% `0 v, S4 {: Z
* m( m4 f8 T) g2 D' k5 V# e z2 H- b& ~+ u* \; Z: \
* O# ^3 {0 H' `" ?: w
+ u. d1 z6 \; o* {
3.2、变压器绕制工艺：, n& \# Q! o8 S& \7 y, a7 Y
( n/ C7 ~8 L* y g5 b
1）电路示意图：
& R4 w, D I+ \( o# t( V, A9 m0 r; E, n7 y
（2）规格参数：8 a$ G/ `0 m8 W2 o
( d" | _! B) ]* y" ^# y
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；4 E' [9 R" q1 a6 p+ k" U
2）材质：TDK PC40 或同等材质；/ w1 Z2 h- C7 n9 X
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
* B; s% g3 h+ l4 d8 @4）次级: 三层绝缘线- o* P! m5 q+ S6 E. N# s6 x
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质: g/ I& S' ^+ ?0 p1 K6 J
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
0 p: n" C3 m$ Q4 I2 V7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)6 Q' R# q) R' y2 G: m1 d
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min+ S) D" m# {$ }/ W% @+ g* W
9）成品要求:浸凡立水8 n; t2 f. x: g# R6 w& a% T
% T& v" r; K6 q' ]" [# g: @/ b; r(3)、变压器参数：7 T- N6 k5 X, h8 `
2 V& l& J4 U1 d& {! F8 N3 {( V" v: f
（4）、变压器结构图：5 P8 H! B, T& E m
3.3、元器件清单：& X8 M0 ~, m9 h: M( P: J: |8 c
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& N/ w6 ?9 D1 h& e+ @& o04、性能测评
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0 S& N" f6 y3 ]" c8 I/ C; F6 y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 n4 S: m Q# Z- E, \& A
5 V4 {( ]. H' ?) g; o
4.1、输入特性：
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- x6 I2 f! k! j) t6 ~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。
9 p- D* K8 @2 L1 x. P4 V# w7 h: H4 t+ v( L" }
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
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) ?2 O" E J! X6 C& U3 z- C& A1 f! B4 u* c: F/ [. W: K6 S
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性! v) E$ x6 C( [- D
( ^$ _; {5 S8 `% `) }6 k; j
8 m6 k( s+ N, t7 x
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:- h ] k ]. O& ?. T, ^7 E, E
, J& [1 R4 Z8 w" W. r
$ i* o: V6 M; a. N8 G! ]% l1 Q表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:8 @0 D+ i, U& J5 S/ c: b' S% q
/ r. D% j- \" s$ c2 ^: D4.2、输出特性：2 c1 }. x M7 a: {% N3 C( N& A. ^
3 b. o$ y. U$ H4 h% a8 ^注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
4 B& |; A+ S& d- k/ X' c d9 x6 d8 }% n* `, _9 Y
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
; ], I3 H3 `5 L0 Z7 B4 Q. \! f$ t( [+ v- U( U
表4 线性调整率和负载调整率:
) U9 j: T) ^# d! z( J: T, i4.2.2、输出电压纹波：
, M* o& F+ Q) n. M! l6 j
" a' a% \. z+ P2 s+ J7 k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。
4 T. A+ H9 M, Z. F) E( [+ t+ D7 L9 ?6 u
表5 电压纹波测试5 n7 F9 }* m# F# e
% O& E% x% o& I( ?- {/ v& {
纹波噪声波形图：, w5 Z- r8 D+ `6 V4 f
! D$ j/ O9 s! N% e. v2 b
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load # Z6 k" P4 p0 B, r+ ^7 q
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
9 [& x' D$ L; l% t1 u1 S, l* a3 fFig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
$ Y K6 ^5 Q! B% r1 Q- KFig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
9 n, Q) q1 x) w: |4.3、保护功能：
5 n2 `9 H* ^7 }9 ^1 C* p
- }( m8 B0 W# i) r# e以下涉及过流保护、短路保护的测试。
- ^) p/ l5 Y {- T1 [
5 ?& l l: \2 M4.3.1、过流保护：
; m( @7 N: `2 s+ x" U
9 S3 k1 Y7 j; F9 H0 M& k$ n- p' u+ p( `6 [
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A) G+ v! g& e. t
; W1 t3 o1 H' o8 [' e# Y05、其它重要波形测试8 l8 Z4 s( d! `6 z8 }: I
$ R# G) b9 f$ l( I! M! f1 ^8 O* Y3 ?5 K
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：3 X9 L" h0 ~% d
7 H- l) b/ p* W. |, ~0 N; ?+ g" B; sAC90/60Hz，100% Load
- ~+ W' ]7 L8 s* j3 wAC115/60Hz，100% load
+ X' w2 Z0 U4 j& T; ZAC230/50Hz，100% load
# `9 B# k2 [: j; @* U- MAC264/50Hz，100% load
% D0 H) W3 c3 e1 ZAC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S $ E! @& s) G# _
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
: S& O( N+ J; P& D- ~: }06、EMI 评估测试
7 T" w3 m8 ~& W, V$ x* n: @# k, W$ O1 m3 P# |) `3 M% J. a
测试条件：
2 J# w1 T8 J& b$ k' l8 G
& r$ Y8 E2 |. X8 x输入：230VAC50Hz；" ^. M2 H, ?( N9 R1 C
输出电流：2.1A；
5 {( T4 _7 H2 t3 n- \. B负载类型：电阻；2 b- E7 Z1 Y2 |, T
限值标准参考：EN55013、EN55022B2 |/ |* J* v6 D. W$ h1 ?
# W7 l4 X- K! B* K$ S% T# c
传导L 线测试PK+AV
2 i! I9 v5 s2 o( [传导N 线测试PK+AV $ c9 z9 B4 `; ?" Q: _5 ~; h
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