本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑 ; b& t {1 m& |6 b3 t0 m' O
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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。9 C k7 m# x! j1 h+ U8 e& c
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01、样机介绍4 J* }& s8 k: h
0 A' b1 D9 x: K" w6 x) _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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, _0 ^7 `5 s8 v
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 7 n; ~* s6 Y/ \- P1 h, @
关于CR52415 @1 b0 \" u$ e. P: v) ]3 Q/ s- }
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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。
1 {: q& v |/ G' z# g& a- v1 @
0 y' |# v9 x: z1 [- t" W3 yCR5241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。1 g0 J8 B9 J5 N6 B
, l, D, a9 Y( A2 ~9 x( m
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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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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& [ u) u. {) x, ^0 O1 z芯片特性 Q# D5 v0 ~! V* V" b" R: I
/ N, z# t7 U6 E' X, K0 D# c● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；; y9 i* _. K, u+ a
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● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
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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；. K$ k6 W8 d' T0 w: b+ g4 i! o8 u
! E" o6 P1 b% i O4 E) i$ Q+ X( g6 o● 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”6 Y/ n c9 [/ z; A- P
5 ^ t' j* _; s# f● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；0 X: w# g/ i% e$ [, I" Y) c
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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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基本应用$ c* R' Z {% L. Z8 V
2 C0 d; v9 v+ L/ U2 S● 电源适配器+ q$ }% S. P8 i# t% ~: T5 V
● 开放式电源
3 l6 @8 Y/ a/ y9 g● 数码相机和摄像机电源2 k& @$ J/ m. m" t
● 电脑和服务器辅助电源
7 ?! w; c) ], @; l% ^● 机顶盒电源
6 c7 D/ S3 f$ ]0 h6 t' A+ x● 掌上电脑电源
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6 \5 @9 ^& }1 z1 Q; A* M" S Y, \" E& }引脚分布
: t/ y& `" p$ S u1 w+ K/ ]7 ^9 V D0 H* M2 i3 p
引脚描述
4 K1 u5 t8 K7 S& T. a7 F% [
0 M: s9 {$ g' h4 S) {, Z" \9 A; w
典型应用
4 s6 T- H$ N5 B
) ~# C+ Z5 m; C- ^# j
! [# U- w% n0 `2 J6 T! e% ^$ s! z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。5 f- {6 `, J* O$ S' s- W" e
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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。
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$ D' Y7 a' K8 Y0 w+ ]) P. i02、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。; J4 Z# A! R! x1 T, D+ R
3 o* S7 ^! m: M2.1、输入特性：
" K q) p1 H6 i; W/ W3 j9 e
, A) ~: H/ b2 P5 h- ^% F2.2、输出特性：, b9 o2 E2 S8 f) f1 ?
. s. j2 s3 {, I8 e9 ?9 C. k% Y% o
2.3、整机参数：
) z# d6 p4 [/ S: T) D
A6 d, E2 O' @+ d% V2.4、保护功能测试：. r& @% Y/ _( {) d! T
$ H1 ^% m2 D/ ^8 S2.5、工作环境：
4 T/ W; b: O1 Y h8 S- `
1 \2 j; e( Q# L2.6、测试仪器
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* {) G; Y# v* h( L( z03、样机结构信息& c4 ?; A; Q: G$ p% i7 S
0 _* I' A* y7 P/ M2 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。 r4 s/ J/ k4 _5 Z/ i! b
9 v4 Q! y; F6 h4 ^/ P- s3.1、电路原理图及PCB 版图：
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6 P+ A% _! ]; ~) D. w0 q（1）原理图：
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$ G0 u T7 O! S v4 @（2）PCB 版图：
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5 a9 W' y( K+ L
: z3 I) m6 Q; U" P! P3 e% v
. E/ d, {. O& \8 K2 |$ B3.2、变压器绕制工艺：
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1）电路示意图：
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（2）规格参数：
: B6 x7 N1 q, c; j7 l1 E
, h6 G/ x3 D9 n& U- b1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；3 Q. b- C% [7 l6 O/ l* B: o, E
2）材质：TDK PC40 或同等材质；. V) P6 H9 N; x: C
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
5 Q' S7 t) H2 p4）次级: 三层绝缘线
1 c7 \# C3 L# j2 A5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质6 l. x8 d5 X; w; i) L
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；. S3 V! A3 f- a# y' }
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）), A! e4 G( t6 `5 T
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
1 G; M% x0 X9 `$ Y3 t1 c7 k7 {$ h9 N9）成品要求:浸凡立水
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(3)、变压器参数：
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1 e2 ^! l! Q K0 t- Q! L& v1 t" |) L1 \1 Q) n& q7 t- G
（4）、变压器结构图：
7 P9 ?% x1 v9 P2 F5 H! W3.3、元器件清单：
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/ A$ u1 g4 Y8 P$ U5 u+ q4 R3 Q04、性能测评
5 n% V( p% _+ A8 }1 I+ d
" t, p" S [% g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。6 R% T( E6 L! y1 ~: t+ Q5 _0 G5 i. J
: ~2 h' a, }7 H* E
4.1、输入特性：8 c& N8 C c( }
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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。
( p) p L s L9 E2 P$ f6 P( Z2 `2 E: g; Y6 B& ~8 Q6 Q2 s
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
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) O9 C. i9 c$ j8 u3 P) c' J表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性+ r+ z) G) t# |
; p& B& u2 V, X# h3 }" u
& _6 J+ i: Q5 v表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:7 q+ k0 d9 P& C- y# v( H. E+ y/ J r
. Q) \- E* m+ }, ^
4 ]( j9 p1 q9 W' F y5 C) p& \表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:1 C# o7 K; B& A5 u% P( Q+ l( D' l# o
5 O3 n0 D# j/ X. P4.2、输出特性：& g, w. A$ Y! o
% I5 ^" [# W) Q3 l" d; |; A注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；1 l3 K+ @. V/ S, C2 F! w2 J( ?$ K2 ^
) P9 i+ w* y6 E1 S) s/ c$ Y0 k- ]
4.2.1、线性调整率和负载调整率：# v& s Z$ @8 Q0 E
( K5 {, \/ p7 R/ h表4 线性调整率和负载调整率:
5 b3 o F1 s; u# F$ `9 L4.2.2、输出电压纹波：' d( B" k& j6 J+ p5 G q( m. ]) _% n9 N
; O5 j% ]9 Y; H b5 f9 `' w4 a% Y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。9 }. `4 i4 l6 _2 N* x5 A% J
! y% _3 b: _5 Z4 y* q4 t2 K
表5 电压纹波测试
4 Y7 g% K) B2 x5 @4 j/ F+ G, ?" o4 Z6 I
纹波噪声波形图：
, q- `$ ~& i9 [& o" Z! `2 P2 f0 M% r9 e% Z
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load . l+ q1 a6 J; E( s
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load - |$ C$ v3 Z5 |* t' |+ E
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 8 i: z* A# [) t
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
. L/ k! I. }3 Z1 ^. o4.3、保护功能：# ?' a# x2 c, n Z2 l1 G( i, A' f' p/ W
9 \2 d2 |5 | ^# W/ g
以下涉及过流保护、短路保护的测试。9 E& N" W! j( w; h
V5 J2 c8 F. c2 \" e6 ^3 A$ Z
4.3.1、过流保护：
. N. R7 u# W* A. Z
8 J; A- m# A/ ~3 z1 W9 P- \5 a$ x4 d* @* o, F B
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
) m! ]6 J! x' ~* U4 s& v1 p
, Z& X @* G r% I8 g$ G05、其它重要波形测试7 s- y+ j \/ T, a- I
4 a N! _0 j* Q' k' r0 g# e
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
9 C0 t5 L+ r( d% L% {+ \) ]$ S8 Y! E5 r+ s% f0 ^
AC90/60Hz，100% Load - e$ _4 ^. Y$ P( S$ N1 \/ V
AC115/60Hz，100% load
) Q! D9 q& [* gAC230/50Hz，100% load - Y$ k# v3 X: d x+ u
AC264/50Hz，100% load
. ?# r: Y2 K8 \3 |. N3 k; V2 f: j3 \AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
- Y0 \) c+ L: u- Q7 f8 I* gAC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
. P+ c, A# I. P* l2 G06、EMI 评估测试
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测试条件：
& \1 o4 T/ X- j, H e+ P0 G2 ~% {% q& b
输入：230VAC50Hz；
# ]4 p' ^! P$ I8 F/ I( `7 _输出电流：2.1A；9 a& p) ~+ V$ }! Y
负载类型：电阻；7 C) F9 ?, y/ _3 k* y3 z
限值标准参考：EN55013、EN55022B
$ G g0 E0 [% D7 n) D3 V# `9 ~0 X1 S( l( @
传导L 线测试PK+AV
3 X8 K) D% S% z" Q; ~传导N 线测试PK+AV 2 @5 F1 ]1 M" @' L$ O
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