本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑 2 d" E3 y2 x' a% E
( m$ o# f0 H0 T# f! V/ k* ~% X
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。7 o1 v' l; B; S0 j6 ^
0 r' x& Q1 m* q2 W( E01、样机介绍
( u' S' r% n1 @7 G! j5 n
# R7 r+ v! X' F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。1 v- W' C: \$ P) E- n c9 @1 }
" H) v' u: O- o
/ H, r8 E6 V8 ^" Q% n) v3 bCR5241_5V2.1A 工程样机示意图
; L8 t1 t$ g" o+ j ` ^* _7 U' m关于CR5241- M5 F! n+ w1 {
1 r7 v- a! p+ E) n& VCR5241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。& E# }3 t0 Q4 R0 p% q
/ f; y F5 J# w J8 M2 I1 hCR5241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。7 q% b3 C+ |! m% t- {( [
9 T9 d. p R. M5 y7 @
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/ h6 v$ p% e) T
, l: h0 [% ^# w; i. L* OCR5241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。
( p) U1 F. Q0 D( I* I8 u! Y4 e6 l l+ z
芯片特性6 w$ Q" A$ F3 _7 w% y3 V
' p; ?8 C5 j. b" }# a i) S
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
+ B0 y/ G5 A( o0 `6 h
3 S: m. Q0 ~% N- W4 J" V● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；( C6 t: w: z! {" j* E" _6 I
$ \, ^" b; y& Y● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
0 j3 Q$ s* o; ^ C( _' v; @6 A6 A. V4 Z+ ]7 b
● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；- @) G& q; m& @) N- R. N8 @
4 S0 X$ m; k) v7 l: |2 [
● 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”
4 s9 j: R$ k& m8 e [9 |/ {1 n
$ z; I* c0 D" E [ k# f● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
, V4 j) R4 t% p; w6 p
+ \& O3 V$ i1 b4 @" 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。( ]8 Y* x. U+ ]) _ v9 A
$ A4 a; m5 C, o5 Y基本应用+ k* r+ ^. O) j5 ?* ]% m9 R/ }2 C
2 q9 S& |( W4 `' ?2 E: ?3 P/ p9 d
● 电源适配器# N6 o/ R4 I" H2 W1 g( M
● 开放式电源
3 A5 F( E/ ~0 h/ {( ^● 数码相机和摄像机电源. v O$ \% B* |5 x& x" X
● 电脑和服务器辅助电源
7 e* a* ~2 N# u9 _$ O● 机顶盒电源* w0 m8 Z6 T) w
● 掌上电脑电源5 C* o8 J2 f+ K7 m3 m8 }9 K6 j: H/ w0 N
! R2 J* ^0 {7 Y- U0 {% _
引脚分布; e, }* D/ u. E: O) p
) X/ J2 k- q& K, F9 ]- k2 j7 \
引脚描述
% V: ^8 u2 D) j" `( Y* I1 Z. i% w& m% u% Q
0 x9 [: i% F. k# c7 r/ f典型应用* g- u4 G; P, c4 w1 B) I- _) [
" M1 f' X; r8 T& J" |5 R9 x5 k( N
5 _) c) D* A7 z! a3 c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。4 g- G. M8 `! E- S
, \' x( A- M$ X f; G- [2 W. i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。7 Z( F9 X; k/ w+ x$ Z o, ?
' U+ v) ^1 P9 S8 D, e. s5 P02、样机特性9 W; F2 k- J: W# C$ T$ G
3 r& \$ h' \! v# Y8 W/ g
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。
# |6 \' g/ P5 g) g! `' j6 T- K# F/ N- D
2.1、输入特性：, a# I& d) N! d' i! }5 ~6 ~, |$ D
7 {7 X: z0 d" ]. a+ t* h+ x+ \
2.2、输出特性：
g4 }9 }8 k# ?4 R
2 _' u8 Y# `! G5 S' k2.3、整机参数：: H) N5 r7 h6 D: }6 p* s& o& ]+ o: l! h
9 |9 d) }0 E" X' _. B$ q
2.4、保护功能测试：
6 Z! q3 {% N3 z' v6 z1 m8 l/ M& L4 C) B- R* o) k3 V
2.5、工作环境：8 r3 u% p9 s: `" A Y0 P' i( n
% R7 Z& ^4 w8 B" K* [( F2.6、测试仪器
1 j% ?+ b1 {, V$ N% z5 R7 H
. \0 K# C8 N2 W$ U- F9 u2 Z& i& u! Y03、样机结构信息
, S3 c" ~4 Q+ ~' J: g, T/ X% j* i5 Q) Y/ A1 Y7 y
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。
& m, z N+ | V, A. ~- Z, E, z$ b0 P
3.1、电路原理图及PCB 版图：9 T9 Q. M- N& P/ H- B4 x
- E9 D( A3 M8 C2 ~! u( N（1）原理图：1 M( k/ w/ t# ?" S' G" ?* z
" h9 t& Q% V: Z3 F7 V) d（2）PCB 版图：
, c! p& ~$ ^( h
' P3 J' ]' [' b/ k) N
' ~. `' [: {5 K; l6 P% p1 q! E+ H- H: I2 R
( ^; J/ W+ \; t: s6 |' `$ C3.2、变压器绕制工艺：
9 y+ B1 I2 M+ s: w
$ O* y+ ^& C, s0 V" F9 E0 i0 C1）电路示意图：" O. h8 F9 H9 v7 R7 [, B( |
2 d% z- H: i$ e& o) R（2）规格参数：
) w4 {& A3 P5 g) ~% F2 }# L# N- f" u, b# R; N2 Y5 V* [
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
1 Y; Q+ U* \3 h2 I2）材质：TDK PC40 或同等材质；* U4 j! b! m0 S7 J9 U4 l' x3 ]+ b
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
* M/ E: n5 f7 k x1 W4）次级: 三层绝缘线
& c V3 [+ E5 o1 {7 q5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质# N4 n Q8 s* z; P {3 i- M J8 |
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
& x; a9 W* r! E! b$ `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）)
5 {; X2 _) q) V' k# C1 g8 M3 U8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min7 I+ w0 O% }9 {) K+ p' P( i. L
9）成品要求:浸凡立水
: f- j1 y% p6 i1 W
. B2 q( e9 P+ K8 {8 p" g( B, @5 x(3)、变压器参数：% T; d9 A9 B( p+ Y
9 t, D4 F L5 j8 h: q$ Y% I) \ U
（4）、变压器结构图：. E9 D$ W& O; _0 q5 a
3.3、元器件清单：8 x# Z( X9 Y: f9 o$ v6 C
+ N& v1 S% ?8 s2 D7 w! j$ b7 c/ l6 b7 t3 i
04、性能测评: e* R6 O& k' x* l! T O
0 N* o9 p1 F9 U/ O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。7 j8 F, D, @8 l
: k" ]1 o3 K7 g0 S4.1、输入特性：8 `8 @9 Z) c1 {& C2 v
3 C; V) c8 W9 j' E8 C( l4 h 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。
1 q5 _0 O" w7 |# p$ m& }( l: j& j! y( S' T
表1 、无负载待机功耗(无假负载):. C7 U1 V, |7 u8 ~
, [2 W" W9 d b8 X8 |6 F
! H/ k# ~; A* O; }* S9 ~ K6 U/ t表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
6 L2 Z' M+ Z7 _1 q+ p$ `& m, g7 B- N6 x. {: n9 R
" n, Y9 T# ^0 Z8 G/ p表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
: z, p1 \' Y* o2 [$ P. v6 o& A# T& ]6 ~5 W" U8 [# w6 a
/ {# v; @1 c# U$ Y/ q表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
! C1 s# k4 |5 ?: L6 I7 p" |) w' H" N
4.2、输出特性：7 i6 E0 [/ d! w, C5 T# @, M/ _
3 k4 c: `/ @0 L( H# G
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；" m+ n3 K& h6 s
: S' `) ~* ]# @7 B3 w- x* I' h4.2.1、线性调整率和负载调整率：
+ u- K3 l8 w% ?. P$ W) Q* Y1 y$ k. U; q2 X) T' Z$ k+ D* c" o
表4 线性调整率和负载调整率:
. F( j' Z( o: ]# J" Z0 [4.2.2、输出电压纹波：
- c' m& t. n+ t7 d
! ^' ^2 r( F% ?9 b9 T* 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。# {0 c& j D+ w. d, T% b/ r7 W# O
/ e( x. D3 d) k表5 电压纹波测试
6 k. f% H9 w6 L! Y w" d
* k$ r+ O9 @% p6 _6 \$ s纹波噪声波形图：% b* G! [4 T7 {7 g8 m
- G% W7 }* G/ p& xFig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load 5 n& \% K9 Y; q7 |& z1 R
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
+ b/ s1 G: I9 b$ eFig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 3 P5 V) x2 P/ ~' ~0 p4 {
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
* |* z4 u. V0 g7 z; @- t& h4.3、保护功能：
3 U+ J6 x- e5 `" ^ P" ~
8 e# d; V3 W2 v" {& J6 B; ^以下涉及过流保护、短路保护的测试。
( W0 M$ r: [9 \5 `
M) I; ]( i: W, [4.3.1、过流保护：
1 q, t3 {* X! b7 _+ r# r* u! A% m4 ~: I. ^6 u& _
4 d+ h! n+ w) P- c, C# r; p7 Z
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
4 g6 N$ @/ i- z) F/ R0 t
# @; S# y+ l" p05、其它重要波形测试/ h. Z: `! v# m5 g& Q
) u( }9 }1 F) y# B' J
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
' F7 G; n& }9 p: W$ [' Y0 o
$ x7 t z* e$ r7 a) D* jAC90/60Hz，100% Load 7 p6 k7 L: G2 I' S. d" {- T `; }
AC115/60Hz，100% load 3 |/ {! |( d& }! _3 T
AC230/50Hz，100% load ( g/ ^8 n. C/ i0 K; c0 C4 y4 [" P
AC264/50Hz，100% load 7 l2 H- J d- s- v! w- a2 N
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S " G! s$ C3 _* E8 e0 m# C
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
; J: s5 R0 e8 C* ~: M06、EMI 评估测试8 a7 R' E4 j( D5 T6 n& w5 B7 g
* d- q/ f5 ?$ t. I
测试条件：' P% B0 y8 L# i# H/ V5 F; U8 E4 e
+ P# n( s, x2 q8 d输入：230VAC50Hz；3 M4 c# E- F+ A* B0 t6 q }' M
输出电流：2.1A；
" t8 l, D# [" F# H( J, u& o2 @负载类型：电阻；
) y. `0 p& r5 k* K0 v5 K限值标准参考：EN55013、EN55022B
5 j% c; e* r/ D) i1 g1 B
( d0 a& o7 ^4 f# L+ f q3 a, p传导L 线测试PK+AV # G5 A+ M/ k; Y: R+ W6 Z
传导N 线测试PK+AV
$ R3 |' m. y s6 ^辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
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显身卡