本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑 5 c5 G0 {! F1 C
5 a( E1 z/ o% T! P1 Z8 B# Y7 K& k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 v3 f N/ v6 d6 @8 c$ o# G; S01、样机介绍
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( F) [/ k7 o G; P O, R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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! J; V0 j1 I gCR5241_5V2.1A 工程样机示意图
. \/ D8 O, G$ ~3 t! g3 w关于CR5241* C7 R! w+ \. f/ M4 D5 O
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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。9 [) H9 T5 Z5 c% h% R
, T7 I* A- V* H$ j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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( ?* _5 l1 b2 W$ z芯片特性
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- Z" M7 }4 q" s1 t; U* O● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；( ?. K- E! J7 |1 h' H
/ ^# ^2 M( H. @ ~/ D$ `● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；8 B; M( ~- e8 x9 o
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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；
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; w& y' H) c/ s. D* f! G● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；2 @$ ]* |) Q. ]. M& d4 p1 ?3 b6 t7 v
- X, B2 J5 N* g& f4 l* I7 T2 H● 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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- `" L7 J2 j8 m7 k3 p3 y8 [● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
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: W% w6 r1 W8 N( T% l1 e6 W: B● 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。0 e4 X# P2 a* y j* v D& E
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基本应用
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● 电源适配器4 [2 X: T9 `; x7 I0 Z3 a9 W$ T2 Z
● 开放式电源. p( _' _& m7 }6 \9 p
● 数码相机和摄像机电源
0 W! ]6 ?! |0 g1 b4 E● 电脑和服务器辅助电源
6 u* g' n$ m/ u. O, r● 机顶盒电源* f7 M0 ?' J K& x2 Y: L8 A
● 掌上电脑电源4 V; @7 T' u/ o3 n
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引脚分布0 D+ ?* O4 I) e- H p1 P
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引脚描述' g* y) N( G( O9 p i1 ?
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典型应用! M& V- K% W! m- { B
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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 T& K& q3 P9 R( H: }- X) S8 f
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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。3 g- H8 `2 h' Q+ r
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02、样机特性
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# b X7 |* [8 y! l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。
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2.1、输入特性：
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! O+ z, ]8 K( B% v" _$ P2.2、输出特性：
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2.3、整机参数：4 u5 g# c. L/ F1 M
& \: k2 c) _- [5 V; ]" D# D2.4、保护功能测试：
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2.5、工作环境：2 G& R* G% C, [# q( ~5 J
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2.6、测试仪器" Y) z2 l" E8 ~
, g R7 k8 X6 u n3 j; z! a# @03、样机结构信息
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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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7 N8 `* E1 X+ Y: f% X（1）原理图：
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) `* Y( F' v; \! W$ N6 d7 m! r% f（2）PCB 版图：8 Q2 P# G: h' l- D1 d& V! }& m
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3.2、变压器绕制工艺：# F+ |! y# l9 _4 x9 G T
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1）电路示意图：
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（2）规格参数：
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1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；( Z R6 f/ C1 f2 y
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
& b; z, Q" ~7 I" x% q$ D' g y3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线' ]& k1 x. b& x8 e# i* `
4）次级: 三层绝缘线8 ? r4 P$ i" w. Y7 m! F
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质% f) F) K; b5 U
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；4 i5 L- @# s% Z; E
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）)
- B# v0 d# d$ p3 ?# P4 R8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min) X8 ~$ S$ ?- r6 x! A
9）成品要求:浸凡立水5 ]" @0 u/ S9 [6 Y! @) d
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(3)、变压器参数：
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( Z, G; q7 B& K# F（4）、变压器结构图：, S" y# f9 W X4 R) @
3.3、元器件清单：
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04、性能测评. N, z% U* [! W; c0 s [
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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。
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4.1、输入特性：
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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。9 Y1 D, @$ f5 e, u# W
$ A+ F6 w# S# B U; V2 O9 [表1 、无负载待机功耗(无假负载):
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4 `# m8 {% d/ X. |
6 ]( `+ t* s" B+ t4 @9 y* M, p表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
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' k3 [9 [5 W4 X- v" \5 H表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
5 N: e$ M; Y, w) j6 x; P
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2 z- u+ H; ` L: E7 ]+ ^) I$ X表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
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4.2、输出特性：
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注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
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4.2.1、线性调整率和负载调整率：8 p" O( d) C, M- h o8 `
) v/ `6 }8 ^) Q3 Z/ N* b
表4 线性调整率和负载调整率:
- _: v6 Y- I5 g4.2.2、输出电压纹波：
) S5 F d. X& c' y0 G( q; Z3 q3 T* N
' U, r; }& B* n- o0 q& E8 D9 h5 Z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。4 T, l9 z, R/ N- V0 V
1 g9 l5 m' G6 X: X) {
表5 电压纹波测试
/ ~; O" f7 d; ~! U! `; W1 Z; @
/ w h" \2 Y4 v6 i8 f纹波噪声波形图：1 O6 T* B& @$ Q
r; G Y( R8 l! N: L) T
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load . y# Q3 ?" {6 z W& q% u# L
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load $ w- i7 Q: z+ ?, ^* p7 E9 d
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load - B9 W; O- [" J& v: F$ P
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
) a1 M) _+ c+ \" J5 a" K5 x* i; K4.3、保护功能：
! G! h: P* b, j0 _7 u+ g. |
, |3 H& c2 O% H6 c7 Z; Q$ t以下涉及过流保护、短路保护的测试。
8 C6 D% a. s; V4 B- S
/ N& H, Y3 Q9 D; a4.3.1、过流保护：& `+ X: u" o9 E+ r( ?
3 {7 c. H* }2 R3 ?+ A* x
5 c! }% @* b- G4 x% ^2 Y3 i- y5 \
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A0 o( f, ]6 X5 N: u+ x i, n
6 k9 B. @9 H: {% I05、其它重要波形测试
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DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：( V- [1 v2 o5 q% H
" V7 ~4 B' }$ Z# G2 W. f5 T" VAC90/60Hz，100% Load , M1 k1 S" b" i" c( L* |+ m
AC115/60Hz，100% load
9 X2 { t6 L5 w: [AC230/50Hz，100% load , u: c( x0 y1 l3 {4 c2 D
AC264/50Hz，100% load
5 [5 t- b% _7 Y% e( r% i/ {) OAC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S ' I( B9 w9 i+ }8 f
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
4 v# K0 U$ b+ R; j06、EMI 评估测试
7 v6 V O* i+ ` f0 P3 Z/ e4 K* T- Z/ Q! I' U, U
测试条件：
9 v( A' |, w8 T% ^5 b
' N7 g* E5 x* c% k+ j输入：230VAC50Hz；' H7 n3 B2 ]8 {; D1 C
输出电流：2.1A；
$ U7 t0 T8 B, l; a负载类型：电阻；
% T9 e& a& {8 F) n* p限值标准参考：EN55013、EN55022B8 a4 x+ R3 T# s7 T# n9 E, h
1 _! ]6 Y9 n' D7 N6 n
传导L 线测试PK+AV ! B' G0 L0 h; A% ?8 y3 ^4 Y
传导N 线测试PK+AV
5 B$ x" \! l7 h7 t辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
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