本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑 : I' q6 u- z5 z4 C
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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。1 u2 y# E; G6 s$ K
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01、样机介绍
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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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1 c/ q% O% U0 uCR5241_5V2.1A 工程样机示意图 + Q9 N8 P% C8 z, T8 M1 `
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。
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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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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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5 m) z8 ?( F' H; |/ [( TCR5241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。" W. \" e0 F5 @) P
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芯片特性
4 A; y5 N8 K7 U- A1 `! F, x. C4 [
( \& Q2 P Q* D● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；& G5 \. @+ y1 l! b
~: _5 ]$ r( I● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
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9 o6 R2 z) v' e● 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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3 Z6 g; l6 g) @. z3 A* M● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；2 B. Q1 s( l* H, B9 o2 @3 ]: o
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● 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”& s- K3 p2 h* P2 t
4 L2 u9 u4 c$ x' `6 Y
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；5 v. y6 b, }. D. _4 w4 p1 \
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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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- b/ _, [0 N X' f! [. ^( f( G) g基本应用6 a) c. X8 X% Q1 f5 k- [
, a7 E/ ^5 L2 [
● 电源适配器
+ [, I3 T; E# N: a+ g! V● 开放式电源3 s, ^" E( |5 P9 d9 @' `0 U; W8 i
● 数码相机和摄像机电源2 J/ @" I* t+ b# v
● 电脑和服务器辅助电源/ `! D* |/ E5 L W3 m
● 机顶盒电源
$ \+ D6 p) v' [0 j8 v2 p● 掌上电脑电源) |2 R! o$ o7 d7 o2 c
& c( @, A. G& M+ n) [
引脚分布
: x( W1 }2 }6 k
1 z( |6 k+ d9 T引脚描述
, N# V. |0 D9 A+ b' c
. o. _3 f# E3 \. ~% n6 r5 T. C7 k( s0 |
典型应用 o9 Z1 r' n, I! y# z% j5 \
+ ]" N% G# X% d
- Y% M$ K+ J, ]: n% |0 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。
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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。4 n3 x) K7 P1 w0 U- ~
4 T5 m4 K0 W9 u02、样机特性. h* [9 g, L: s8 S, e: T8 g
( P3 o! @' y* P8 G" \/ a- Q
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。
0 x8 w, F+ ~0 Q3 f
, R' z& j9 d! X% f ]7 z2.1、输入特性：
5 N- p1 [. N0 w8 l; Z/ i4 t8 x- P8 v4 ^+ W6 ]2 w
2.2、输出特性：
6 m- O* e7 \& L* W
" U4 d; Z& @' B* a5 s2.3、整机参数：
8 Q0 q- H+ S O% \- O# H/ c- [; j7 y! K
2.4、保护功能测试：" A/ j# `9 W, J# t
% E. I3 K" q# a2.5、工作环境：: x' i) m, G- `2 B3 F; V1 Q
5 S$ T" D$ M5 C. Y3 q2.6、测试仪器4 w2 M0 o( w- q) l' S
x% w# G9 S' ]4 t' ^
03、样机结构信息
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6 P- p& H% 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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3.1、电路原理图及PCB 版图：
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- c1 R! S, d* D3 A2 Q（1）原理图：6 b# d: F: y2 L) P( k
, F3 K J& B5 x) Y
（2）PCB 版图：/ X. A+ \+ z2 _1 _7 W( I
) v& j% F0 p! @ X0 |; w- z
1 D0 H" [4 ` \ O4 h o+ D1 U9 d: D. s6 d6 ^! M/ a- D- ~9 T
. N, m0 y8 ~& D7 V* ?8 Y( j3.2、变压器绕制工艺：
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1）电路示意图：9 g- W; i" R; S
! Q/ K+ W/ p# b6 [3 d6 _（2）规格参数：' ?& p4 t: |$ s, d* v, b) Q1 p5 ?3 l# ]' z
$ k2 R* Q0 j7 v0 {: M, F9 U1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；, v7 K3 g( S: ?5 _7 z/ d6 t: Q# _; r
2）材质：TDK PC40 或同等材质；" N6 P5 U2 z2 b. N
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
* U6 X3 y/ x! m1 [ _! R4）次级: 三层绝缘线
1 q: ^ |, C {7 B4 ?) V5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质2 D" h0 F3 [4 y! a, T, D2 k
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
$ x- O2 u. x/ g6 @$ X7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
p/ G$ D" l! Q" u7 Y" s8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min& x: h* ^; g& \! \# P2 }/ H+ x
9）成品要求:浸凡立水
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(3)、变压器参数：
3 [' ~/ a+ J) q( J+ ^9 `, g$ n) m7 c9 K# F7 ~' G( p& K
3 b3 x% Q2 m8 V7 N/ `, F! A（4）、变压器结构图：
7 x8 |$ d4 X2 d g# X" ]0 d3.3、元器件清单：
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) Z2 \1 D1 S7 a. ] l, ~04、性能测评 X, l6 n" v4 p) z6 O
! x0 k# }" X6 P; ?! F
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。, O7 y; m9 c2 \% x
% j2 }; i% i, \6 e% E" ]& F
4.1、输入特性：1 R# q1 ]# Y4 H3 v
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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% `9 G. y0 H; K
0 Q' V# Y; p7 B. A5 u表1 、无负载待机功耗(无假负载):& C( f9 A, @, S# E: `" o
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表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
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p8 \4 o; I% X5 [! z4 Y+ h+ x表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:* N; Y5 H: Y: ^2 x& A. A& ]
- P8 p6 O" M1 ]" J; V5 V7 f9 ~5 `2 B0 v5 _" v& ?4 e$ Y0 M
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
; D% M% C! S6 b' r: x) v4 t3 I" m" J o. z/ ~2 R! v
4.2、输出特性：, s1 J. Q. k- \7 y$ b
* X6 l- x/ N1 g/ ?5 T- B5 [注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；- _! S6 r0 u6 z7 |4 V- _
6 o+ w5 a, D- b1 g0 `4.2.1、线性调整率和负载调整率：+ r1 N/ `6 a) n* h& B
) ~ ^! `: ^+ G, I$ \2 s4 d, ^
表4 线性调整率和负载调整率:
2 d2 h2 D# C: t% ^4.2.2、输出电压纹波：
/ `9 P' _9 @9 k. P8 a* }% J: U
' k0 v1 ?; B; T% X+ T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。+ N; B& R. V! S. @
C% L F/ ?. |8 o4 Z! f
表5 电压纹波测试+ u7 r3 g5 Q3 p5 u" L
, b7 j9 U+ ]+ n6 p7 W T
纹波噪声波形图：# v a7 T h, I; m9 w2 F
5 P$ H- M4 o0 k: H
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load N- F' g. t$ L& {0 M+ Y
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load * G/ x' p: g6 k# q8 C
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
4 Q: ]) x8 S+ W" [$ @5 `# g4 xFig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 9 f4 _. x' i% F) o8 ]( Q
4.3、保护功能：
- U6 H" ~, q$ S( x+ ~0 I& b7 Q3 r" W9 V1 h6 t
以下涉及过流保护、短路保护的测试。 F7 F8 o" a! | a4 X& \' _& N
m! `. P1 |6 L! ^* q1 ~, u4.3.1、过流保护：1 k. g$ O+ r- p, ?" e: O
* k) H0 Y' L: {, z5 i
% Z. T3 ?7 B! E! D$ i% Y4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A0 l7 n/ e( F+ D+ g) {
8 D" i+ i+ N# j05、其它重要波形测试
# V( ?$ a* `3 N' }7 S$ _. B4 C8 ~' x E4 T# p+ k
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
2 d$ ~% I9 [2 i- {* g. ?9 V
* ` e g3 `9 C, ?9 U* U: b2 mAC90/60Hz，100% Load ) e& O! [) [8 {( x" ?" G& u
AC115/60Hz，100% load ; g$ }& Q4 R6 m P: p- s( d2 _
AC230/50Hz，100% load % R {. B: U% H' h3 m
AC264/50Hz，100% load . C8 @% t* I% U6 Y3 R" l! n9 N
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S 6 ^( @3 r! Y. g8 C
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS ! {# c" Q! B2 c/ F' w
06、EMI 评估测试9 [' `! n) a! x+ o1 K
8 m$ z9 x) Y, \, L" J测试条件：
; G2 q* f1 q8 ~1 S: e v
4 ]* N, d3 H% m$ `1 ]% B输入：230VAC50Hz；
6 ?& j) y) Q, ^( V" i: e0 z输出电流：2.1A；! ^* e/ C1 w# h+ S/ y1 L, B) R) R
负载类型：电阻；/ c( M9 j$ ? {5 i. i3 \
限值标准参考：EN55013、EN55022B
9 p) o# x; ~9 i
* D* |9 D4 D) ? e传导L 线测试PK+AV K' h$ b8 b6 ~" C' x6 u+ {
传导N 线测试PK+AV ; u' X) Y6 F4 v2 r- V7 A2 M" u
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
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变色卡
显身卡