本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑 * p( K; Y5 w) c5 r5 w: L% W
+ W0 J* i Z+ e7 O+ O @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5 o7 s' s/ Q# O" o8 D2 u
4 u& j# z% Z* l. b9 Q) O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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' j1 `' p1 E, c% m" o5 ^) k6 g. A7 m6 R) h% Q
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 3 W8 C' ?; w2 m9 v
关于CR52417 a0 s: t$ \6 s- M! ~
. l* R6 H0 s( `6 D& T+ hCR5241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。
: t( H( j/ q, o" ^/ f4 D- C) Y0 A/ m8 T- j1 m) ]* _4 @, U
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。# r* _; E; i: J& ^
- c8 p" O) v. H3 l% a1 o% c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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: W b# _3 z: _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。
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7 J5 O$ l2 n3 Q) z! i芯片特性$ @% b3 V) B. P8 {
/ n) _( O4 L( ]; V● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；* p6 N0 [; u3 D! q, O& i" M. r' D
# P* o/ p8 r. d- ?1 b● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；! e* X2 J! M' Q' ~8 n M
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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；. q9 g. Q% z* G* f" Z2 k1 Z) Z
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● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
/ T: W) q8 W2 z. ]& }
2 ]' `. F% _( [1 R- F7 `● 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”
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● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
* F+ E) H( O; R
0 O- M+ e" b- X+ o- O& g; `& f● 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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; V; T0 E( |3 \: j基本应用/ F+ j0 [5 v+ V, [- I) F0 T
1 L+ B& g, t9 m8 _7 p, _● 电源适配器
6 W3 `0 V' r) W4 v- X" K● 开放式电源7 g- e5 z/ H: b( `% j
● 数码相机和摄像机电源$ e! Q9 G" j% x$ M$ A1 f
● 电脑和服务器辅助电源
5 s# Y( G/ b; {: @1 a● 机顶盒电源+ _! c4 b! A/ `$ F" Q: N
● 掌上电脑电源& `0 T7 ?2 x" _
' E) T+ N* j) l
引脚分布$ s1 i9 o9 y) [* k
% B! B" Z0 L. z" R) V, S D引脚描述9 ~, r! N) n/ _) M
& o/ d* j5 F W3 }( O% P$ w; P
! N. i" Y* I) h. B典型应用
. M0 e. G, Q7 g! r
5 o; R3 \) q/ c; k, ]. J1 S9 w+ R# N/ E( H7 P" |( x8 O
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。8 _1 T" _! R! A4 a
6 @% i7 L8 o& }! g+ [2 l Q
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
" T) W8 |9 P: K% Y
+ C) {7 }+ n+ Z$ L- C4 L H q7 t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。2 g k; a2 d4 {7 t6 {- F
) Y; o! y" S4 [$ d2.1、输入特性：
- M+ p; Z' J$ x) \3 j0 F; I" c* H, B) k5 V0 T
2.2、输出特性：6 H9 A, L9 `" h
6 I8 m! {2 O/ S6 V2.3、整机参数：
3 }' P- V+ D' \# e- r" ^% T
/ E. M# I7 N8 g, O0 T' i2 W2.4、保护功能测试：
" J$ j9 a+ Z, H/ J) D4 i& X( ~' ~4 x R9 n# d" v* j6 Y
2.5、工作环境：* L {8 Q% p: z; c5 o4 e& L
% s& S( }; K0 ^5 M6 g
2.6、测试仪器' k: ~% q; Q+ [- s0 w" d
' u2 H, h0 s. v/ y+ W+ C0 @03、样机结构信息. y# x' V8 s7 Q( {5 {
5 R0 \5 v! `& O3 S0 t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。$ L5 B- U, m1 {3 H( S d$ E
, u- R7 F; Z- |
3.1、电路原理图及PCB 版图：; o( J. X; C& l* Q6 l1 [
3 D% B% @5 v7 l! M9 _) U（1）原理图：
& Y$ U& u4 t5 k6 a$ z) e+ D0 u" F
; ^" x% K6 a! n8 y9 a" A（2）PCB 版图：: h. J) t5 e' s! F" {4 t
2 \% o) n3 Z6 Y# Q5 g2 b3 _; Q( n
% z5 X, Y5 z" D* H7 |, I/ l+ k
% P: R5 {$ w0 z8 y5 Y8 b
) G0 Q# I- }7 G0 d1 c# @, Y* h3.2、变压器绕制工艺： I/ p3 t# a. a- ]
( ]# ~8 Y" ~% Y
1）电路示意图：
1 q; x6 r; e8 G3 }! V8 M! M
- x/ o q8 Z3 p C7 M7 x（2）规格参数：
: q$ \$ ?) c( P5 V. u$ }4 } X: g) K8 s* A2 e3 E
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
K& N; d- ?6 N' F8 l3 N2）材质：TDK PC40 或同等材质；8 g: o4 |; {' B
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
* J$ \- |) f9 j% `' x4）次级: 三层绝缘线5 z# {1 a1 F% t {6 N
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质2 X/ g. O @% O2 v: J1 r
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；- Y9 M$ D* z5 X! U* Q; }% 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）)
# {3 I( u5 B4 w& F/ o: t; F7 ?8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
/ M+ ?5 E7 H# J9 S9 [. j9）成品要求:浸凡立水/ n q' W, r: ^9 m
: c2 J; L) P0 `6 l5 F
(3)、变压器参数：! ^/ ^7 Y7 Z/ C4 c( C/ Z, h
, a$ K5 [0 [. ]
1 h1 Q$ ^' x# H9 s: J3 e6 n（4）、变压器结构图：
0 _: J' q* \$ k. @9 y7 f0 p* v3.3、元器件清单：$ w# |8 }0 y3 G9 F: q
$ y* u' R- } k' [+ ]
' r$ J2 t B) x7 e& t04、性能测评
" o' r0 O" E% {8 n5 b3 M6 z
+ \" [6 i8 F( s9 R1 _4 G; S* l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 h4 L2 c) ^' x% h" F8 b
( ~% A3 |+ j1 z0 ]4.1、输入特性：+ I; i7 T1 k2 [
* R) X% Z \) [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 r2 `7 M7 U
2 d8 i! @1 H+ h) O- W0 a" _6 f: T表1 、无负载待机功耗(无假负载):. v6 E: [+ |' y* E5 J+ a7 V: t
# e8 ~( f$ l& I( A- L3 @$ ~2 r, Y5 |
7 [- z1 S- [' D. h% c- v) O
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
5 B6 h; K0 ~1 ^+ W `
$ g8 l2 z6 e; U. j& O
( R9 T# n, F$ P, u( G表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:7 C/ M" T2 P+ K, O* V" Q
" T, V/ F, R; H- z8 ]
+ V: t+ W N4 d6 N4 D表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
# N; N- l o6 x2 Q% Q8 r6 r
2 Y9 I- e7 A8 l2 {4.2、输出特性：
% E! u3 x5 [- B& v0 o2 K3 F: N& k' |. o3 L& b" u. }3 X/ H5 K
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；- D# @0 ]* ^. q# G4 V
4 v2 s5 c: e% G
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
4 ~9 k* x5 s0 @' j$ ~! s; f8 z' t. |" Y/ Y( ?
表4 线性调整率和负载调整率:0 _* S% W' T9 T% P
4.2.2、输出电压纹波：, s* C6 v& {$ G5 |* _
7 X' {/ L7 v9 i, ~
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。3 T1 Q& B5 M: o/ |
. }5 D( R% D8 _$ \表5 电压纹波测试) Z, i: {( G# S' }: o
; j' _ k! \, y u纹波噪声波形图：
4 A$ ~5 Q9 P. o1 K% N. _; P; l0 I2 c
; {/ a- R! K, ~' h, l& KFig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
% f$ |0 ~: X6 EFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
- v! a9 I) x6 S; o+ G0 eFig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
2 S& M$ Z( ^1 a+ J' n: u. ^8 E+ UFig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
' M2 m# V. c5 h7 T5 O' }+ P1 \* b4.3、保护功能：
+ J; W; w8 m* H m' |3 G! K3 L1 N: I. e9 e) H, A
以下涉及过流保护、短路保护的测试。$ F4 ^- P; f2 i# {1 B9 i
4 t, I& f: K( H k4.3.1、过流保护：+ Y0 }+ p% s' F( P3 t
3 e: n' u# g8 q
, Z5 b/ I2 E, T& V5 J7 w! h4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A( `7 ?: {9 v: c
' a; C) H" r* u6 Q, n
05、其它重要波形测试
7 U( S& Z( P/ D) K1 j/ M# o& k
8 b- [6 b' s' o3 w+ CDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
' j- v8 h& Z0 O* y. q1 E+ r4 w$ } i& S! d7 E0 x. n7 `0 y1 U
AC90/60Hz，100% Load
. m7 Q6 ?/ f) v' ~% pAC115/60Hz，100% load 5 X& E( M% a1 z- r$ d2 q
AC230/50Hz，100% load 6 c" V4 Z3 m' _9 U* o
AC264/50Hz，100% load * f! m% U. W' ]* |
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S - X- a" X+ F4 [% T
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS : I' Z# u( A. q) q# n% a' p7 `+ w
06、EMI 评估测试
- e" D1 b3 E/ Q6 L" b
5 @, L, W7 x& B: }/ W- x/ {" m: V# V测试条件：
) C& A1 m$ t9 P! [9 l! S, l" J' T7 `1 o
输入：230VAC50Hz；! J: h' d9 N% Y* L
输出电流：2.1A；% Z# t1 Q9 ^5 M- z2 r, a
负载类型：电阻；: Z5 o0 g; V+ C: q- O
限值标准参考：EN55013、EN55022B
7 ~# _8 o1 F* T* I3 W$ q& i! \$ C
传导L 线测试PK+AV
' [6 Q: C* Y3 W9 g6 p传导N 线测试PK+AV 2 ]' u. [" W* K6 x: 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