本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑 # ?% u9 D! X" W
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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。
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9 \& U/ H3 ]$ \- n4 G7 {: {& [01、样机介绍5 a0 X( s0 t; N$ s
& K, a( S/ H7 f% s% C8 ~
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。7 O. U. S; k) |1 L* ?
+ z( M) [) T. C. h& R) C9 C4 F) R. H: \& S
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
, U' y$ x4 z1 a% u- X+ E关于CR52414 c! n; J0 N6 T/ K2 m
' U& @2 y$ ~$ h! X S, }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。
) ~' v- H2 t% e* p) z S& s- q* |# \9 W4 t
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。
* `' e" k( X8 k
; A2 ?; H" S" R8 K+ m R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。5 t8 M! Y- `8 s& L, N! m
+ `3 B5 Y6 @# X3 a" G/ M- b% J
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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芯片特性
* i) |6 ^4 m6 \2 N) R& S! Q3 t6 `9 F: f0 z% c: t
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；5 |0 _# c m* a1 ]
6 A& k- z0 {$ U( C$ v7 L
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；# Z5 ^& m0 ~( l, m# D+ y
1 B# K3 C3 B" C6 \● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
) L- U' f; x5 x- z: b+ n7 \" Z) k9 @7 A1 d+ R0 i* n
● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
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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”( Y& ^9 c" ?9 D" L; M$ c
0 |5 Y! G1 i2 ?● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能； {4 E& R% i* y! ~' E; |3 ?
2 Z; y; _$ r$ h
● 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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$ K. ^; k+ W0 y+ A基本应用& d9 [8 `# t' { P
; j0 n2 T3 N. J3 @6 ~
● 电源适配器
4 j# C* T y9 L$ E4 T0 ?● 开放式电源
1 P! P6 \) C) c2 w7 y+ `* L$ x; `● 数码相机和摄像机电源
7 r( \" A# T1 V5 H# {● 电脑和服务器辅助电源0 @# M5 [/ T4 G
● 机顶盒电源* U* A& @) A( r
● 掌上电脑电源
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引脚分布% w/ ]: B* i# v2 {
4 |7 r# f+ C# b' R: U- F
引脚描述
! Z3 b3 G9 X. X3 E" r( @
) W$ ~" Z6 J, G( o. F/ @1 i8 o: _
# s; _4 L/ {5 {, `, P1 ~典型应用$ q8 M' [4 J& d' h
. j8 o' R# s3 n3 v8 v' D3 l- |9 ^
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。
/ g. S3 @$ v q1 K* w
7 i4 e( o( i+ A7 K, o( v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。# ?- P( b: N0 D
+ j3 p- G3 h h5 p/ _/ V- A+ S7 V7 R o02、样机特性
3 ~. j' }7 s; b
8 { u/ P1 S% j9 L' _5 E' A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。' I! |' M8 g# ?; K
' @; M2 m$ P4 |& L% B8 m9 L1 G" G
2.1、输入特性：
! X& h1 H4 V5 |- ?7 N6 K: L5 Y, e. [1 J
2.2、输出特性：$ v. W( t# e! i; U
: O2 U* _# P9 K/ S f, g2 ]( h0 j1 n
2.3、整机参数：
) e! u0 ^* m5 o" M. E9 m: ~- o
- U u5 u$ w) N2 b9 ?+ L6 N8 q) x2.4、保护功能测试： z0 a4 B: d" X
$ |4 w+ @1 {% Z) U1 f) P8 d7 e
2.5、工作环境：
; ~. \: V. i% l5 m( m' F
* M# k8 ?& b$ I M# Q7 l2.6、测试仪器7 Z3 J0 q: I( ~3 y: @9 ~
% A4 h$ t" Z; ~- J5 ]& w$ `$ V
03、样机结构信息
; D q: k! J7 h$ j, A0 a0 I' C V- A
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。
! r; O/ ~# V3 J- I! e: S4 a" X6 N" V& o, O& N8 U
3.1、电路原理图及PCB 版图：+ G s9 v# N! f! j- P
. l8 g7 A& r; ]# C" }
（1）原理图：
/ _) u6 B+ e5 o: `/ B E8 T D# C7 G8 V6 k1 }
（2）PCB 版图：
; m( ^0 @( @4 X
; Y. R! |( ~- x3 N
" k5 L O7 ^8 m2 R4 @5 }3 G: L& h1 v- z+ {! _
# r6 H/ d/ f* e3.2、变压器绕制工艺：; W' c, j" Q0 [
; P0 \0 ] j4 U8 h' k) u! H
1）电路示意图：9 P8 x2 O( H+ C: ~% c
E& e4 t3 e& E（2）规格参数：
1 |% o* c- j0 F& h
6 z U3 N, ^8 W1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
/ b$ z4 @) N: K2）材质：TDK PC40 或同等材质；
- X9 L1 C, [3 E8 p% J4 S3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线0 D/ C2 x5 o/ C8 T$ L1 T
4）次级: 三层绝缘线; @- p$ B4 t+ @$ Q4 Z# S3 ~
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
3 Z0 J7 j h; t6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；% v/ c( ~9 `- K: W7 J2 F( x
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）); P8 ^: q8 z6 { L1 C
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min( A0 F" b) |6 q$ F
9）成品要求:浸凡立水
" I+ g# m7 E/ d T- g0 e
/ E( f4 U6 x! H0 i) b1 h8 O; l! [7 J(3)、变压器参数：
7 n& j. N9 K4 I
4 D( y8 w+ n2 P7 r/ O, ^; I& j6 q# [
（4）、变压器结构图：0 X- P4 }2 s# g% E
3.3、元器件清单：
6 F. D! Y0 Z( I( w, {
' }& Q) f+ b, S1 q( j
' E" W9 R% R; @2 x04、性能测评
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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。, X8 z# F f1 c. h9 d1 Y
- j% o' D5 Q, B* y1 t4 k3 }; a4.1、输入特性：
F1 C- n4 z l0 y" [; m0 U7 t" [6 X) V
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。
" S$ R" `- T( ~( s) l( L) i
) D# s1 L2 a- Q) @1 v: X @表1 、无负载待机功耗(无假负载):
) x; f. i4 |$ o- L
% } t' `( J; N
: E7 m- o. B5 \, V: }) m& x- ^, B表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
( f" _ r$ q' f) q' m3 U0 F5 M5 F& `
6 v% @$ J1 f, `6 O2 p$ T
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
* [) v! R# q9 A* V& J* t$ N
7 o5 Z# r( x9 K' |* e
# W0 i' n; T8 J6 M表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
, o, O/ d; I {+ \+ g, k/ J( j7 j7 K( e- N& e5 z' ]
4.2、输出特性：9 X5 Y% y. s0 {% V n, U
; R! \ _+ O$ u( q2 C注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；" l) c! ?. G( ~- J
' }* W6 c( k1 n' _4 o W& y
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
( Z6 r: `9 U/ _& C& b4 _; H! M# i
$ R( |. H' K* O表4 线性调整率和负载调整率:3 y6 D! Z0 @/ y& M) q! K
4.2.2、输出电压纹波：' ` c* v) ^% n3 N" T% g
# g9 J: D, S3 {( E
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。
# c2 p' m/ x& r' O2 a4 Y% Z {0 N/ m( q2 {2 ]# _' }" @ t
表5 电压纹波测试
! p8 |' u/ @+ f
/ i) L, U& c7 u8 g" y0 i1 T+ ?纹波噪声波形图：
: }) }. Z$ y G0 S1 o8 v. {/ z& e& g
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load 8 a7 F/ u8 r& S- L4 G# J
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load / q# d: l- Q* _5 r& P% a
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 0 ^- O" `" t% u9 N4 \# ]& _0 i
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
# U+ T& D. M$ f7 s4.3、保护功能：$ S3 A# I5 u. P4 K, k
, A" B, V0 h' `; @7 U. n S- U" a以下涉及过流保护、短路保护的测试。8 \8 J7 ^- v% h
+ ^( G+ e/ X# l( {, W4.3.1、过流保护：5 p3 @( z: C+ b# K8 d6 b
" {, e. ^1 D) j% V) \' p, i- Y; a( Q% V! G) U
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
/ K B2 V( G' c! f/ e
7 p/ z9 u7 ?- W* t% n# I" L, p05、其它重要波形测试- U0 a1 Q. m1 Z; |/ ^
$ O0 W' E" d D" |+ k2 z& O; xDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
( v, h0 H* j; y- O) a9 G
7 u% V G4 v4 K# q& M7 iAC90/60Hz，100% Load . }( _/ N8 C/ E9 D9 Z/ `
AC115/60Hz，100% load
# O( s1 ~/ c( hAC230/50Hz，100% load 2 Y R7 G) y% d @2 d
AC264/50Hz，100% load $ C' K ^1 E$ Q. h7 u3 e' S
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
" c# o1 y5 M; L. R2 i3 UAC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS 9 w- C; x/ S/ H0 @" e; `
06、EMI 评估测试
) }7 V( \# o7 C# \5 X" c6 P$ a2 X
! O! }1 E. Y( r8 B" W; a9 P测试条件：
7 p: N0 j& ?$ w3 ^4 l
$ t7 h0 N( Y4 h输入：230VAC50Hz；
; s) _( s6 F6 h* h" N8 ] Q# k3 Y输出电流：2.1A；
6 g5 I$ ~, R0 |( n$ q- V负载类型：电阻；" B* w3 y5 ?) G% T3 {; Z2 z, r5 z
限值标准参考：EN55013、EN55022B
( } N) D9 E( d: }7 U) Q" i
+ M6 F3 j" Q0 p/ u! ~3 [# Z传导L 线测试PK+AV
4 l( @) L9 ^6 @$ ]$ q0 n. a: [传导N 线测试PK+AV # i6 [7 H8 E3 d/ [. p; h$ N
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
提升卡
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沉默卡
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变色卡
显身卡