本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑
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, G; G; y- |! h9 i9 O8 D) R9 U1 ]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 `9 `( U7 H/ e
5 s b' h7 i/ ]: m1 J. p, S01、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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Z/ }2 C3 @7 u, [ Z
/ v( \2 b7 |. y& z a6 L3 vCR5241_5V2.1A 工程样机示意图 p+ ]) |' u8 Z4 h8 ?6 w
关于CR5241
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5 i6 m# p( K8 x4 V& SCR5241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。; { l# D" y; t, {
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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。! {6 H& @0 g( X! ?+ E
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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。( C- R) B6 J8 a0 E0 j, b5 G: i
& ~1 k6 m1 [( t: y8 f! w9 b+ }
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。1 ^/ \6 [ }" O) o- e9 j$ h
! S. J4 L# j+ I5 I+ W
芯片特性
- B( F. U* i! X5 J) @$ y5 f
5 {, h$ l9 d8 B' q● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
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- A' }9 {, O9 I) S9 w6 G$ c; H● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；( j6 e$ V* p3 B: X, P8 R Y
6 B5 h& \1 r' {2 D
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；2 j! b6 Q& a5 | w& q9 L
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● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；1 n7 c, Z' o4 ^! n2 h
) \4 f- f j% `$ y● 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”# R* m; m3 |: q+ v
3 N4 f; ]0 Q8 g/ B3 X● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
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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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8 K r. \0 H/ P基本应用% E6 D/ U0 O% ^7 R6 M7 n3 m; f
6 B0 o9 N% j+ J3 ^/ H$ @
● 电源适配器
, S+ a. H5 P7 J● 开放式电源
. V; U% |9 J$ y6 l● 数码相机和摄像机电源
% S9 m6 w- q6 O, x: D● 电脑和服务器辅助电源1 F3 P& }( J( o$ v) Y& k
● 机顶盒电源) O" `/ A; C! E) A; O
● 掌上电脑电源
5 D, G2 r) b `' w. |) ?& ^3 _1 K n) g
) I& l, a- w/ w7 k( k8 `引脚分布
8 O: V! H7 |. V' V' l' A& ?( X: W, z
引脚描述
+ J- P) N, T9 R5 Z; e0 N( W l: A2 _+ J
$ i" x: ]- F* e% h7 ]; x3 x, _
典型应用
6 n0 F' o7 x9 k% m4 \) z$ T
8 @- H2 B$ @1 O( z7 _9 [- u$ c8 f- }
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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8 {- F8 U& G4 n0 O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。, m& e! t2 I( [
3 k' K& n/ T) _& Q
02、样机特性
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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 C7 z. C2 z- N* F, K( I& R2 r) l( s5 U( D
2.1、输入特性：& I8 H5 u, `1 o. }, }- ]
' c R; r) v4 [* x! ~+ [
2.2、输出特性：
$ ~, u5 q C. V8 s- F, p( C$ y5 \5 Z, X9 e7 [- i0 \2 n, Z/ r
2.3、整机参数：
- V) A6 p7 d* P( C8 q5 `) A1 P8 P1 @; X6 w+ r6 w
2.4、保护功能测试：
( u5 r0 Q1 {* {( N- d
4 g, r: M+ ], Q" W3 S& @2.5、工作环境：
1 F% r2 a3 ?( f, }" j9 ^- y/ ^) [+ ~7 @4 v A
2.6、测试仪器
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& a2 q0 U( \; v# Q' T8 F& V" `03、样机结构信息* h9 f6 Y/ d) A2 m3 W
) \5 Y9 f* n. v6 e$ D( 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 }3 O7 v! i7 O% P. I' K3 {
' D# Z0 s- n+ e7 |% i8 x3.1、电路原理图及PCB 版图：7 ?( s2 Q3 u$ v! L
/ v% |- H' s7 U' Y（1）原理图：
) p) p; _" ^1 C h% I- h& q4 v" p& P$ V% V
（2）PCB 版图：, O6 c ]$ z' X* H9 S) ^# I( X; M
5 Z) B3 P \7 [+ h- @1 j
( Z/ T8 n* k, N8 P0 I* p1 j; F. W% T* W8 i9 a
* k' i" M8 }7 t0 {
3.2、变压器绕制工艺： k1 }4 f/ {: X$ M
0 F& u: M$ X- }7 I3 w, L# O) q
1）电路示意图：
6 M: p; n4 S- y. R$ f# i- q0 M: z, g: [5 d7 {& O# L% @
（2）规格参数：4 @) k" [) A: l$ ] `% c
) S2 D* [( W# M8 [) ^0 p9 M% Y
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；& n9 g+ `( ]5 Q' D2 o
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
* ^$ `9 _0 c* w/ L! J" _3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
9 d% P9 g8 N. A, R% y, k4）次级: 三层绝缘线2 I' K! q4 j& s7 }7 d
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质+ a$ x+ b6 x9 P. z; H
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
6 `; L% a$ T/ l7 I: G- X" g+ 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）)* }/ a5 U; n; I/ ~, S5 j9 e: Q7 i, d
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
; s4 j+ G1 H, ]9 e* d6 w- R9）成品要求:浸凡立水
4 m) K2 L: k. g2 W3 `+ v! A4 u& s4 @' @) t
(3)、变压器参数：
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) U1 o- G: m1 N8 `! p- A" i M6 q* Q! M8 F& D$ u
（4）、变压器结构图：
( D+ t) x* X- d0 F( n3.3、元器件清单：
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0 m) ~; Y' G7 \5 a- [' R; J5 F0 b: Y2 ^: v4 u( v& `' I
04、性能测评
, [4 h- M7 Z |) L7 j# u8 P4 d8 J$ S# [
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。' k) n' d/ h6 Y/ D" m9 e" T
% z. o* v4 R- d u: k/ n4.1、输入特性：1 x- ^+ E9 b. r! N# o: T7 K
! I$ V# W& M' x
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。
: i v" t/ A% B* U& L3 t1 w/ a k" _; g( m! q& m
表1 、无负载待机功耗(无假负载):9 s3 `5 ?/ P" n; p
- t9 B0 \+ H: F) L2 o6 p
, `3 w4 x6 x% O* O. V" }9 N' w5 }表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性- i: B. k e+ t6 z: W, P+ c
8 Y+ L$ r2 F. a3 v7 A/ V
% u' |+ [2 f8 W# r表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
# g' i( Q$ Y: p$ ]& |& q0 U9 i% Q* K9 W( V2 a W0 B
9 Q u$ _! @8 q& f* [" {
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
. q& q7 T) Z% A! A. q0 E
3 z& |' I: E; s1 [; L- h4.2、输出特性：
2 F6 M* r; H1 A5 f3 K) t# E6 K. S5 v
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
! ^' r, ~- i3 b2 n0 `2 \. p
7 j+ e0 r$ g9 G. M4.2.1、线性调整率和负载调整率：
# x6 m% D8 a& F
% Y: [. D4 Z* w' d2 G表4 线性调整率和负载调整率:
' M0 @! ^" f- m& r' y( V4.2.2、输出电压纹波：3 Q% \1 C* i7 v2 g1 ]4 Z2 |8 l
! P6 f% n2 T# w: S: H
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。
6 z9 v* w- P4 @( l5 y) m5 i! y9 Q$ d2 Q- t6 l) A- o$ a
表5 电压纹波测试. d; B5 _+ r4 |+ i# `
9 F" R/ p) |9 Y4 Q- c5 a4 W
纹波噪声波形图：' }/ Y g S6 Q: [: Z0 ]: o: a+ U' k
2 q; c/ S+ g* t' A# D
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
v5 z3 A; U& t2 CFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load ( L \1 D' e# J4 H! b
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load ' L% l! @. S9 z3 P' F
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
- P# {4 O; q: R9 s4.3、保护功能：
* K+ e: E) x) P: n: c& k+ i
d5 W! h( ?0 z以下涉及过流保护、短路保护的测试。
0 d a1 n4 t9 K- w- `* z4 @1 n) `/ W: K" F9 S- m
4.3.1、过流保护：
. k. |1 ^% ~, ]- L2 _) J/ L9 H+ \* f4 b5 x/ B& G; m
2 w9 f8 {. r' [( K4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
. Q! k7 z3 w' w1 t4 I& S
: m& _/ W- Y% V" l05、其它重要波形测试* E# x6 Q% f* c& E
4 g5 F1 r- ?* F) m) @2 r" Y3 MDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：' a- \- x: k! \7 V) L/ @
- J* a. L2 h' A" A1 c. vAC90/60Hz，100% Load
, j+ {; \' @7 I: J" k# j1 Y6 M6 z# vAC115/60Hz，100% load
" w# G+ G6 M1 m- nAC230/50Hz，100% load
" S6 u- C3 t+ P' e' V; mAC264/50Hz，100% load , g5 I9 N5 M A$ e. p2 g: g
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
2 D" _7 N, C1 T: Z- X, MAC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
" u* ?. h" _1 @" S( @8 A& W2 x+ f1 X06、EMI 评估测试9 D; R7 V* A3 ], d; ^ o
6 `, Q7 V1 l* w* I* B; j& v测试条件：
8 f1 A: r' U }( z, b! i3 W2 b2 y* V5 b
输入：230VAC50Hz；: \( h5 d, d9 J; P
输出电流：2.1A；
F0 N6 m! d2 Q负载类型：电阻；; m. ` \0 x4 `
限值标准参考：EN55013、EN55022B* L) a/ `" m3 [0 g, g. {
7 L2 I/ H7 i! w, g
传导L 线测试PK+AV
1 K r5 u& w: `( u0 ~传导N 线测试PK+AV * ]; y8 i/ `7 T/ k; R- t: 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