本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑
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2 H2 ]+ @" c! |/ p2 {9 M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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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。! `$ O( p1 P( F1 o+ }& r) ~5 v* D
0 i) v+ @2 H; H- O5 j8 D! q% w0 E
6 O: `0 d" l5 I5 h- \& k, f% r) d; z
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 5 A! d6 q' Y3 ]8 l7 `# p
关于CR5241
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8 k6 l$ e4 q$ v4 f9 X$ ACR5241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。! M: S3 b) v& J
) q4 i) i2 e( W# }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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E; ?# q5 Q1 y. T' Y' n9 A" \; x# o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。! h6 x- V' e8 @! G# c) K! G9 a
/ D& T. {5 {, }0 E* s5 J& `6 J芯片特性
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● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
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6 s( I- a7 c) ^. ]2 }8 N( x/ K& X● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
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9 K( ^5 _; W3 J5 k1 i● 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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6 K: G1 W, i1 x4 l● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
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- f/ }: y8 `0 P* c( ?● 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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8 f& G/ b- \/ S: A# h● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；$ C& u" M7 u r- U
, p/ r2 U# j6 a- Y& e& P2 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。, h u m' p7 p. `! M
2 K8 Y2 i1 o. d% E基本应用
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● 电源适配器
, J0 ]; }$ m( x* n* v, B● 开放式电源) O7 R2 n4 k3 H4 K1 N
● 数码相机和摄像机电源
6 _9 @$ @$ g l3 y● 电脑和服务器辅助电源
: g* N* [( X. A/ q( H7 X& V● 机顶盒电源( @8 E* x6 x8 w" Q# w
● 掌上电脑电源) k7 ]- L6 {' I4 a2 V
$ h4 k. o- h! W& c5 f5 f0 ]
引脚分布
2 _3 G& k, z5 E( i- E& b2 \9 H O2 b# c/ |+ T/ B$ Y
引脚描述
0 O$ H% M: I9 {+ ~, r/ e; U3 n$ t/ R; a
7 O7 Y' w' l% f; B典型应用, Y5 P* x7 p# D7 ]+ S7 Z/ |
, q" D; a6 Q7 i. y* n6 E4 i D
" X) F$ w' U0 w; ^; V3 W1 a
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 u6 ^1 ?+ _2 F( ~! V
( i7 l# X) y E
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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02、样机特性5 ]8 {1 t3 L! q9 Q
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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。9 f, z/ }4 K# O( {
1 U4 q( R& u8 g( k& N
2.1、输入特性：: V, z4 E, f, S% ]! R' R
" T. ~& l! Z3 [$ _- M: R. H2.2、输出特性：
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3 k" c# w! F, O$ G2.3、整机参数：
! d; W; S/ M# G- |$ A$ s4 g1 U9 v! K1 R) |
2.4、保护功能测试：2 u; Y. n( \" [9 y
" y( d Q/ ^- [, X+ p" f4 }: E" G
2.5、工作环境： ~+ f+ B# s: H) J" s; r
% c6 p3 q1 ^) G( M. P2.6、测试仪器6 u% p N3 f) N5 ]! R. ^: C
* D7 w- {9 R, ^( h. Y! p/ H2 u03、样机结构信息
& I. [- |9 @# ^: }4 J( y+ Q
8 ]3 D. q+ |3 @% r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。2 G. H/ y+ f( Y" ^, A
. |6 r0 E0 L& U3.1、电路原理图及PCB 版图：
' a5 X) ]9 h; j3 U# u+ S
6 c. e5 V. a* f" @/ u* }（1）原理图：) D8 @; b# b0 |& @ g" O
( I0 q1 _2 E* ~# y* i* B（2）PCB 版图：
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6 k7 G# A: X9 h, D2 n! _+ ^6 i' Q4 y7 Z8 A, ]
+ w z+ h' ^+ D" W2 V B% P# o! T% m/ i
3.2、变压器绕制工艺：; @0 I4 Z+ S8 S) G! A6 r) P' B
. f1 _) o3 A/ O5 Z2 u
1）电路示意图：
; X+ w4 y4 R M& M. Q
- E9 }) F6 m. F（2）规格参数：
: h$ L( `1 P; \" e: j+ B7 T
5 ~* N+ y( Z1 X: Y) c, T% c1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；; O' z) R. I, i" U
2）材质：TDK PC40 或同等材质；' d& `2 b/ |7 p2 J1 {2 o
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线% x; K; s) B$ H) F' q
4）次级: 三层绝缘线
0 H' N$ r8 h) B z0 o- w8 D5 W0 J5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
. I- R1 z7 V9 J: c, G8 |4 Y4 M6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
+ y9 I6 f# F' q# d5 D( W4 R* ^4 m7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)* p0 K' M: J: h; H7 ^3 C2 G- u
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min! ], x+ _+ g! B, M6 z' O" o, j8 l, b0 Q
9）成品要求:浸凡立水
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(3)、变压器参数：% n0 Q( u0 f: q/ h$ X& S1 [. Y. @
5 n* U# w3 X( }
9 P2 e8 k. D4 |
（4）、变压器结构图：
+ R& n6 t9 G! k! B3.3、元器件清单：# x5 z% ^) q/ t/ ]& x5 e, a
: R) Q( {. d4 E, _8 J
! C- Z+ J( h% P04、性能测评2 h1 m) j2 m0 z; i* |4 y
' I# E0 ^8 N6 F7 q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。* j" i6 ^/ X0 O5 G1 u& v( p6 C
1 I/ a7 Q Q' ^1 p4.1、输入特性：6 v# o) a2 n4 |1 S- w8 |
. `' v: N8 N) x( U- M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。
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表1 、无负载待机功耗(无假负载):
- \! T2 C& t# k6 G5 _) S2 o+ }5 N: H
6 F3 O3 [+ w6 w) S. V
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
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& z; ~9 t$ c. j* w9 J) J, @5 Q6 p
1 u6 a: l2 ^- x/ ]0 ^表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
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" q, u( G0 v9 [% {8 v6 n
1 T0 M/ r$ X7 K% c. E表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
' l5 c& T8 `9 w7 ^% r" U" U+ s8 q& Z5 F( o/ v* I3 p/ T# {
4.2、输出特性：
d1 V/ F' h2 i: N0 b
4 H7 w3 f* `8 W6 m1 ?5 L注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；1 I% J5 Z( v: T. r/ g' z. D: o/ n5 W
* t5 k" ^ W9 t4 M1 `7 L
4.2.1、线性调整率和负载调整率：. n( w0 z6 Z- V# E; _& B$ V# H$ ^
) Z9 \# d9 k# l: R4 w, |3 W9 |1 z表4 线性调整率和负载调整率:* D5 o) X& i8 d6 f( b; A2 I1 q
4.2.2、输出电压纹波：0 O; r5 b; W# _, Z1 u1 M
" W' Q5 k' C6 Z& t& U2 L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 G7 x5 G; ~/ N& _
1 _' f, ~' G4 O# Z0 G
表5 电压纹波测试2 M6 O; j+ x9 P& {1 s0 k
5 f2 x. W1 T7 O; {1 @! Y
纹波噪声波形图：
6 `2 H4 n, \# U" v: ?( P( D9 y
) R6 E* U$ M9 R. L6 }0 IFig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
1 D+ E' g% ~8 Z P# X# N$ z. wFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load + G9 d) ~; L4 S* f
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
' N. u+ O' o0 ?0 V8 HFig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load ) P# N5 P1 b7 @" C7 R
4.3、保护功能：
. s* {' o7 H& `2 }( a% o J
( j" A, f+ H+ y) R& Z# Z& H# V以下涉及过流保护、短路保护的测试。
# C* @2 _, L" r6 x* O7 [( U+ @3 L5 F; Z3 t0 j1 r2 O' ~
4.3.1、过流保护：
: o" T: s# P; L7 e' d) Y% \
# j( c4 T+ |0 f$ D( b# O
' d6 k; Q# k* g( z! h; K4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
! G5 A9 l8 d. {6 J& L4 h4 b3 ]; W$ A
05、其它重要波形测试
6 Y1 ]. R' I: c, f }% r; Y8 Y' e1 @- Z3 ^4 j3 l6 a* l: h
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
+ i0 j4 t, N2 }2 l/ D9 v( f
L. y6 w2 o9 M* k) y! VAC90/60Hz，100% Load
6 c5 B i6 ?; o8 ]/ kAC115/60Hz，100% load $ H) {0 C) D: D; Z. h6 p% s
AC230/50Hz，100% load
# _1 M. z% y& i! O1 RAC264/50Hz，100% load
/ p$ L, h% F. q0 ?0 s# WAC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S + f1 \/ e$ a. r0 |! B# ?$ t
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS 2 o7 v6 l9 w; o& j; I; {2 L# h
06、EMI 评估测试5 L, G8 l& o O8 H" r7 X; I
; x0 {2 U6 q0 O& i( O' S' Q测试条件：
( v5 b' N. H1 h3 a9 x( C4 l
% n% B/ p+ c1 ?& v1 o' l2 O9 z输入：230VAC50Hz；
2 L+ C: Q0 @% K8 X输出电流：2.1A； ]! B( Y! I1 `# L
负载类型：电阻；# ^2 f# {8 [8 a! X* M
限值标准参考：EN55013、EN55022B
! f4 j- T: g% y; S1 m" h/ T* X4 p: O
$ H, o: i/ w& E. Z$ B! G传导L 线测试PK+AV ! T. n1 f' `! d% h$ Y" u# ^
传导N 线测试PK+AV
+ a! [1 R! D: a' {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