本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-1-5 11:11 编辑
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文章概述$ F1 h/ X8 x* e* p, C8 Z" a9 m2 b6 F4 U
& q9 O. h( t: F# x9 z; C
本公司主推的CR5244是一款高性能的电流控制型PWM开关，适用于待机功耗<100mW的小功率AC/DC电源适配器、充电器电源，而且它可以完美替代XX2358。1 H4 f# R. k- c% N6 z. D1 T, H
, L( y2 Z, t) c# F6 S. i& a' r
本文，我们将介绍基于本公司主推的CR5244_12V1A 电源适配器解决方案。
, R0 n! Q% f/ l5 P/ V8 ~
# @. `* Y+ v% k1、样机介绍% D- V- t5 L( n4 _! O$ ]- \
9 K; Y, n1 [: K0 m7 y
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12W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR5244。* e7 Q! V5 P" S
R' J, q) J* q+ @1 j
5 H Q/ H' f3 [: Y4 r) F0 v
CR5244_12V1A 工程样机示意图 . N; F: y" A$ X
CR5244 芯片
9 x6 C4 v, A ]8 N6 C; C2 z: i/ k" n; j3 B) U8 Z
CR5244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。CR5244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。8 B2 [+ H( ?3 T6 q% ^
9 U/ q/ d- [) v( f) N特性3 ?8 ^7 Y! V3 t O7 H) a. u
; G+ G" U4 I5 o# K4 J0 ~: t
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；3 V! i& T: t& s( X
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
; G7 R' t7 [5 G( ]$ h. i● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
$ M2 a, q: W$ A$ G● 全电压输入范围，待机功耗：< 100mW；
. i7 I$ W, r5 W" K9 b* K) i● 输出接24AWG 1.5 米，四点平均效率：>84.0%，满足“能源之星V2.0-VI 级能效”
, k: l {: Z) P/ G7 }) T, Y● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；- M2 ]& M7 |9 N
● 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。( J, v# t9 G2 U& V! \
! R% Q3 R0 Z% e4 v; b基本应用
$ @/ i! O7 i2 h5 Q+ S( L- t" c0 A1 }, o i+ a6 i
● 电源适配器
! P* e& ]5 d' i7 o# |' i2 T. j9 @3 J7 [* E/ ^
● 开放式电源
* m3 H, k3 f8 f. D& W; z
/ V/ l, G8 W$ J! V* t6 n● 数码相机和摄像机电源
, { h; T: [& a% `2 T6 Y8 J" h: f3 t/ ? X" U
● 电脑和服务器辅助电源
9 r' M# i" S8 G9 g6 n9 B6 _% P; U, U0 |
● 机顶盒电源0 a4 X+ {' x( \0 u' B" Y8 V
# L+ r$ K) I! t: L
● 掌上电脑电源# h) j/ l0 v$ _% ]$ j* @* `
& S' N6 M5 ?' @' F1 ?
引脚分布
3 f# i: z6 M- j# L$ w, t/ h9 [) }% c) \4 h8 A# E. o0 f
E2 C0 x, f$ F( C3 Y引脚描述8 Z' a2 Z7 M7 k' x( x% e! t4 i- [
* ^. _. v) w9 e+ f- l5 p
3 V% m, v. o" Z! u2 Z S, I8 j3 K典型应用# i$ q3 F+ ]' [ X) J" ~
k7 K% I; E& |6 w: Z8 j4 s9 E- J" i( ^- O K8 Z
该样机大小65mm×38mm，AC264V输入待机功耗<100mW，平均效率>84.0%，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。
& z4 Z+ Q1 d& _. F8 Z+ H' M5 s# @. m2 B/ k P
样机的变压器，采用了EF20磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。/ M, }8 W5 q* d; X; L5 [
: L6 f3 Z! T4 G. l3 s2、样机特性
# C W1 ^( ]0 l8 c3 \6 L0 b2 a
- C! V7 n. z! ]5 O( n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。
- g. E% V- F7 A% S0 L
' l {- E% o, b. s0 C/ b* v! W. \2.1、输入特性：
1 V; ~- Q7 m* L. S L% V+ L" i$ F7 b. |$ t9 Z
2.2、输出特性：
3 s. O4 @: V8 O& ^8 w# T
1 f0 T4 ~. {# ?5 x2.3、整机参数：8 h; o4 b" ^, N/ g
" ]1 A3 V( w0 m" h2.4、保护功能测试：/ ], @' r7 G: l/ o
- Z4 m8 B& r1 G4 b5 A8 M7 k2.5、工作环境：* G7 U4 i8 P& D8 \8 O. ^
2 j/ ~% j& ~5 G8 O: l2.6、测试仪器
/ u2 h, G$ O- \: f C
1 `& k/ P5 N" @, r, q% W1 v2 y3、样机结构信息
. |. k1 W+ E( n0 x2 T% t
; |' n: m3 ~! j5 Z4 ?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。( G# Z5 a/ ?2 s+ m( Y
6 `! N) s! ?4 W9 Q$ _
3.1、电路原理图及PCB 版图：
- X% I, G8 \) ]* A
1 Q6 W t; T3 ?（1）原理图：
- L/ G6 W3 ~+ ~; f- k5 g（2）PCB 版图：" R$ D: \$ ^! b" o
& H8 D! q9 w/ e9 ?6 ~6 A; b% e7 d' m
& F6 [) J. Z7 n5 R
! q% z1 A" @* a5 K4 D" K( J+ O$ r* N1 ?- Y8 |2 p6 Y! X+ V, s
3.2、变压器绕制工艺：
4 B( Y$ z' W2 y, x) x! C
c4 m- T0 A% G; B: l（1）电路示意图：
1 o5 l/ C0 @7 L; D1 v5 B0 R" N' q3 G: o
% E& L7 f% g7 z0 s. Z（2）规格参数：
2 M) S( v; v$ l/ M1 }: y2 \; v0 R: l* P0 C; I/ ~/ x
1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；& d* O7 M/ Y5 K& \+ Z7 N5 o
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
W7 |+ ^& d) R7 g3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
& ?1 E K b+ [+ g. T& E% w" r4）次级: 三层绝缘线+ q! `/ J. u1 Z0 s8 ], j; w
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质' B" {9 W, ~1 K8 P7 v3 p, Q4 @4 K
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
s* d! Z) h6 u5 \' K8 n1 c7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
. b6 L: d* J. [& T8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min" `( j' J. q1 k( z X% k$ ~
9）成品要求:浸凡立水
/ T+ C: c3 h$ Z2 W! I
0 X2 X U$ x5 E9 z7 k（3）变压器参数：
0 @6 o1 q) d6 e! }
+ G# g1 T' C T# L; t% C5 l) N0 R) m（4）变压器结构图：- r' ?! b; [9 y
+ L7 h# s& ^* F" ]" T0 H
0 q- D7 g) X8 l; ?3.3、元器件清单：
! K3 L7 M/ V1 R) `% J( G
h$ W+ {4 r8 G; I0 ~. F4、性能测评
/ H% w" n4 K9 b6 I) Z/ u* p/ L$ u
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。/ i( Q; S+ u/ u `( }
4 }" ^! b! n" d$ d3 ~, l ?
4.1、输入特性：
* M3 X6 k. B. N6 I; i+ E; |# F' p |, k2 r( U, i8 p
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。
& Q3 S6 T, ^/ c# D% n# w* Z8 U; n. v. Y, f
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
+ `1 s' `6 R) G4 d5 s
' v$ t5 D. z2 C5 S表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
6 q5 ?1 b* z6 o: Q( f% D3 g* H* F3 ^+ N J/ y
表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:0 m/ e( Z! V- n
5 ?+ `/ n* l$ B& H: T表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
& y1 ~4 Z" k+ ^2 j6 f' v0 [
" O& w" V4 G9 }* F4 Z" J4.2、输出特性：# D9 f' W( o' Z) O0 [* x
. r9 O+ V( n4 A- ^" `
注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；
i1 K0 S z8 Q# D
; D7 ^* j: `2 R- L4.1.2 线性调整率和负载调整率：
+ B, A- ?/ G* U/ o3 m+ W8 [* P. U$ ]- X- L
表4 线性调整率和负载调整率:
. l' ]! U" ^7 l% _
7 ]" l( L: h) h3 v0 R* I8 y4.2.2、输出电压纹波：
. Y! L& L# C( [$ B" v: |2 d
, j+ K" c6 S! i# C8 ?注：纹波及噪音在24AWG/1.5M 线端测得，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 f. j% m9 q* U& Q/ A8 y$ n' S+ ~: X2 n/ I" L
表5 电压纹波测试
4 ^$ h; O; ^' z' l s1 i, b8 I& P/ R/ H6 e
纹波噪声波形图：( k$ X' W0 x& n+ O0 J8 G
9 _0 j* Z, _5 R# ?' K0 nFig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load ( e2 f9 C% w" J: B0 Q8 i
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load ) k! P+ j2 K8 L4 E& }8 C6 z
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 8 y7 e1 n& b$ P% T3 Z
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load ' q( n! S* h* f1 F& A2 F+ q
4.3、保护功能：
R6 L+ h" `3 C9 ^
' G5 T; R# }1 ?0 p: M7 G以下涉及过流保护、短路保护的测试。
; H3 v5 k/ Q$ ^$ H( i, Y' H
7 |, C3 ], f% N3 c B4.3.1 过流保护：
) v/ w& k% i" T/ F* h0 Z
4 @* M7 ~" i: y6 O" U4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A
5 T+ A K/ D* |6 d3 F8 J1 L4 w8 d9 T# ^9 J
5、其它重要波形测试) Z; ]& i% n. b% `* b! E
/ `, b) v5 N& L9 Z; Q6 K5 `DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
- B' D( x) \/ V( bAC90/60Hz，100% Load
( H+ | V3 j. K- bAC115/60Hz，100% load ' ]; p! r; W2 S/ o) g
AC230/50Hz，100% load
3 ]: K4 {& _9 R3 U2 A* r% y+ OAC264/50Hz，100% load
$ K7 t& y. k, ~( PAC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
) g, Z% m$ L7 Z1 D" f- @0 ?8 n( [$ w$ sAC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS " s" O5 p* \! S0 ~
6、EMI 评估测试
4 g: h1 y4 Q3 x0 i1 Q0 @; Z) }. R! v/ \- [( I/ |
测试条件：) f+ n8 T- G4 {( K
& b" G$ h4 j/ L, c+ l
输入：230VAC 50Hz ；1 u0 {- Z6 h% @ @5 Q8 ]) y+ K9 V
输出电流：1A ；
4 r0 V5 N6 |+ Q1 Z+ z5 c负载类型：电阻；- n6 U7 O& U! I' R. ^
限值标准参考：EN55013、EN55022B。3 m7 Q9 G9 g+ B3 L9 s
1 t! p$ e2 B! R8 V [( y
传导L 线测试PK+AV
B+ W; [, m" a2 @9 G传导N 线测试PK+AV
' p! t# m3 |/ e, Y$ |" A4 W! c辐射测试PK+AV
' @; y/ n5 f/ e( g4 i |
IP卡
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发表于 2023-1-5 11:05:12
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