本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑
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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。& _0 H2 L% N. M8 s# |& B
: k& f2 \ l6 |: s. d& y. i# k01、样机介绍
5 P# p8 U; N+ f& l
+ o$ _9 C" ` a+ Q3 m7 ]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 X3 Q, t- T" q
1 E) K* \* ?- w Q7 p; i8 [% E+ m; b
1 d% e g) |0 h+ g' rCR5241_5V2.1A 工程样机示意图
& b8 o& u) ]8 o+ j1 e' @关于CR52416 Q$ N& M x9 Y' q( ]
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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。. ]& O- k" w8 ^0 C) e" I
) D9 U) z8 a( C4 e; v9 H- o) ECR5241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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6 n9 b1 ?" n: [& P( x- V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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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。3 p4 D/ z2 j n3 s. o2 d
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芯片特性# w( O. o, Y8 Q( z% J3 S
+ \9 k+ Z. v; B
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；, x* |' i0 D$ f3 b, e H5 O6 a
" m2 ~& [5 c9 h+ w7 v6 B- i% \2 k● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；- `6 V$ ?3 C f# D0 `) r
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● 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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# v% }4 S) Z7 \+ P& D● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
( j, G x" p+ w8 j
( L* M; {& X) q● 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”
5 A5 h3 T; O( C5 t! T" Q) w
' k- v+ o: L- i" E● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；# a7 _6 h' u. J. i3 g& `. E
( a( k, ^7 l/ T) S● 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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) E9 E5 v' s( _* P& e7 K基本应用' t5 W) R: Y+ h, x ~
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● 电源适配器
; t9 Q# V! U9 c7 ]/ ^2 t● 开放式电源; a. o A3 j' ]4 K# k1 B
● 数码相机和摄像机电源
8 v) |4 E0 `4 B6 B) f* j● 电脑和服务器辅助电源) b# l: b4 Q- R$ K! Q
● 机顶盒电源: e* f8 b$ T- {7 f" k) y
● 掌上电脑电源
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引脚分布
5 O" Y% j0 n7 ^. G) k6 v; o D8 T. ^0 T+ i* @8 Z
引脚描述 K0 A4 ]5 V/ W+ V
! e- ~9 `& }( `' B. G9 Q0 L
5 k8 h' e3 E8 e" c3 l& I+ q ?; S
典型应用
/ R& C5 h) n0 |1 A t. ]
! }) @9 z( E. {# u9 I5 f
7 o: x7 s7 Q J' X- y' l# n- k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。+ Y) ]" S: H! S }/ I( @5 X
. @+ h+ G0 P3 P) F8 r* {, 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。* u7 f% z* S2 ~* Y, {3 o, @
. b' P. J) k# k' \* x02、样机特性
! z U; x8 ]2 F" S7 E6 v
. b" p+ f# m0 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。
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2.1、输入特性：
4 k* |0 s/ q* s. c% u8 X+ @
4 n' ?: U6 ]( [* q$ L; o! ?2.2、输出特性：/ i' ~2 K8 p; A' b, m
7 o$ T* v$ X+ k$ N) I2.3、整机参数：4 e E9 _( W7 G- `! C
; h) b8 S2 N$ R$ b, W. o( [
2.4、保护功能测试：
1 W: ]2 S$ Q4 a3 n" V, p
9 ]5 p% I9 T Z( G2.5、工作环境：2 T5 G+ `9 X0 h* d3 S0 C0 A
1 ^/ G6 G; y% a: e9 @; r- o! L w2.6、测试仪器
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03、样机结构信息
" v) y2 |6 q- V, k8 `* j/ `6 l) P
2 t, B& n) ]8 H1 f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。9 P* ]) x6 l! d" S9 i, m& o) O" ?
; j3 o) C' w- R4 A0 |1 u3.1、电路原理图及PCB 版图：
0 d C8 q! k6 Q3 W( a# T: u+ D$ A2 c9 T
（1）原理图：
4 O5 f: I9 z1 G8 Y2 X
2 b2 P3 f" }0 b" ~( Q# L. X（2）PCB 版图：9 \3 q6 w( ?# ]9 \9 b/ y
6 S( g8 q6 `0 c( L) U; U, @9 Z4 i) {& W
$ b: j3 X3 x4 U2 A: G7 p
8 U! B& z( Z) r1 \3.2、变压器绕制工艺：
8 e" e5 s7 |9 a0 H4 x o3 L @$ _9 X# g4 g3 G) h2 [+ D
1）电路示意图： K( y% F% f$ m' j7 c, ], S6 a
9 i9 _* l+ B, Y. J2 Q) X: j7 W（2）规格参数：" N# ]8 k& j* A# \; t
% g: b: ?0 {8 K' b
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
' F% E3 }) f9 Z! `2 @2）材质：TDK PC40 或同等材质；& K. J4 w5 d$ o% H8 h6 P6 M
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线9 U+ b: O% w/ }+ ]2 I: d8 F
4）次级: 三层绝缘线( y: @" C5 b# d# A
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
7 z; s2 V/ N" l0 k, b0 b h6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
$ n( X! E5 [; Y& w- 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）)9 B: h) c+ W1 j# ~! `
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
4 p+ e+ y( \( }! [% Z9）成品要求:浸凡立水0 i( u" N% ]( Q! s
9 |4 R6 g6 B+ C' J5 ]
(3)、变压器参数：
) l1 r: A* r; {. P" b* L I6 M; n) [7 Y" l6 K9 ?* e6 L* Y5 V
9 o* Z+ Z0 b/ R' p（4）、变压器结构图：
7 H" L, k* A% D- F; a" Z3.3、元器件清单：
, P* d3 m# }& Q3 \: J2 o8 E' ^
/ C" ^- ]* M+ A+ }+ U. }$ ~* K
+ }3 }1 y: a# S7 \04、性能测评# b; ?0 H4 [; w
' |$ J$ Y' U6 o6 ?* g3 @2 t1 N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。& w( R8 c) F5 E$ c/ W Z
- \' z; f z8 h7 Z2 I! F* P4.1、输入特性：
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: ]" R+ A+ R- c# l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。
# Z! ]8 s2 f/ A% x- {6 Y' T! ?1 ~; ?/ {
表1 、无负载待机功耗(无假负载):/ X( H9 i% Q2 v& J% k- k7 d
+ Y' I, C1 T5 A0 }& g
$ A0 R3 `$ h& a: V- ]4 N' n, [) a表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
& e9 O [: R& n
' J! j" v/ I% l( i4 ~# g3 m6 z1 Z/ z, z1 j7 q5 l1 J! T# }4 v
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
6 X# q9 ~6 f0 \% O9 U3 q9 w( s7 X6 i
" o* r. F$ Y, R
. k1 J) J% P; [4 o表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:+ z: d1 K j0 i5 K7 {* {
2 b# H7 f' _6 n2 D* B4.2、输出特性：2 L7 z% d0 U \5 E; W0 F3 M e3 a
7 b3 \- {! V0 h# j
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
- y; P% {' Y9 C' w+ X
8 B7 a7 D; V! k7 k2 v4.2.1、线性调整率和负载调整率：
* U5 z1 g$ @: N, l' r) w0 g }( } \
表4 线性调整率和负载调整率:
5 h# m& w9 a" Z5 n. h) z7 s5 q+ ^4.2.2、输出电压纹波：
: ^) L& h9 P! }/ N7 w. q% ~# b: o1 V, i# \" k7 U( B0 D6 m
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。# d, r, I* J4 |
2 |$ c6 l& G3 V" S# Q, [. ?2 ]* O% A
表5 电压纹波测试
# @$ n( S2 p; T) [ H' f6 L, e6 l) {7 M& ^* V7 `) O
纹波噪声波形图：" P& u5 [6 o7 R+ E
/ t, A/ y+ p, H- k4 n* I+ u0 S/ N
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
5 ^: H$ n7 J6 h2 l* p; fFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
' ?( O( f- r# s! qFig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 7 l! D! p2 O& \9 o
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load ; H5 H" {4 `8 O9 m+ `2 k
4.3、保护功能：" C* Q E0 g' c! z4 t
0 G( N: B4 a; a1 I
以下涉及过流保护、短路保护的测试。& b3 d: I) q) J3 n! q' T/ T. J' L
; [; y1 Q. g o F4.3.1、过流保护：
. o4 V1 T; [$ T8 {* G4 h, q
5 V7 X+ ]- e, M3 b6 p4 O' Q6 T9 X+ G
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
0 i r0 s; b5 L0 B7 p
# `" D! _5 Q( |' A6 E) o) G05、其它重要波形测试
) ~ J+ A: a. L4 p- e Z/ `
/ E1 x# l, M; }8 S- c& VDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
) Y8 ?0 m( s9 p4 h1 k, u# t3 C# W% d( Z3 K
AC90/60Hz，100% Load
- V+ e3 X8 y" ~( z7 |AC115/60Hz，100% load 9 v/ ]( M# z& c
AC230/50Hz，100% load ' A. O5 y2 [2 F5 B, x- Y$ ~2 _3 q
AC264/50Hz，100% load , A- J7 |, p$ N: ^* r3 Z! Z& }" F
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S 0 Q' U! @" P; S
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
9 o( q& _& ^& g. I+ R' {06、EMI 评估测试7 K& m, o# V1 I3 B
$ W- l9 c1 s1 t- ^测试条件：
: w- c5 [. G, z$ t. ]9 [
5 `9 k* Q: f% p% K输入：230VAC50Hz；
; Z0 k+ b) Q, [$ M- H输出电流：2.1A；
: Y# V3 M/ d K5 T. w2 d' k负载类型：电阻；
; L6 E6 Z8 s* z# J3 ] z. n限值标准参考：EN55013、EN55022B* C4 ?& v. G1 R8 u! w
, d H) w( n! M* K# A& ?, s9 c
传导L 线测试PK+AV : b4 | w* t4 y7 d1 p g% j
传导N 线测试PK+AV
* T: a- l! j8 M w* ~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