本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑 : Y" z7 ^% d1 a! O
. n7 W6 I+ U3 s% D6 q概述
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电源芯片被称为“电子设备的灵魂”，几乎决定了所有电子设备的综合性能，而本公司是专注于ADC、DAC、PoE和DC/DC 芯片级解决方案的高科技企业。今天给大家推荐一款本公司主推的CR5241电源芯片。
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1、样机介绍：9 Z5 r3 ], U. O+ u! \' z
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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。; b+ D) o( A9 _. d4 a
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CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
$ E+ A( \9 J! k2 B6 P- t/ v4 r+ `关于CR5241. ~" c- O3 x( c2 w
* a) H; [1 e2 `$ L
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。
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! a+ ]: N) X' A- `8 I# Z+ ~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。/ U7 k; s$ S0 a
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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。
) f$ Z g1 Q4 k- p- g: d芯片特性+ R3 \( i2 z) m; j# p8 W K8 P
6 c% v% q; e; V● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；! N% ^- B% |6 {
$ k2 S: V* T5 S4 b: K U) |) c' p/ o● 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；: X' u j! c* r( m
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● 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”
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" F0 d9 I* L; h● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；) b3 ?9 V' b2 p6 G$ [% O
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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
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电源适配器! `8 {1 ?. Q( M4 N9 A
) V& p9 u! n; z+ T" I5 M
开放式电源
* V1 g- ?% D: y; o$ h0 X; Z5 P0 Q# c
8 y2 x9 K" q1 \5 q7 `0 o3 `数码相机和摄像机电源
+ H( b) ^' E6 g' R7 u4 Z/ M$ d, f& \* A! w0 ^
电脑和服务器辅助电源" F1 F; @# h% s' S
- K2 n) \5 L w2 l }1 ]7 F
机顶盒电源
- \, {+ {2 K, y# E, R5 e( i; O) g! l8 A
掌上电脑电源. |+ n, `0 u& f, w* s) I: Q
( ]0 I0 T6 j3 w8 j+ V* l引脚分布* m7 L) T( w1 V$ i* H3 D6 J: I9 ]
8 i$ L! f9 b( a% O8 }% n+ R
0 v/ p6 {) ^9 G: v6 @ ]2 P$ n; B' M, U5 M1 Q
引脚描述3 A' P/ |) S4 Y8 @6 O6 e# P# ]
: S# z6 L7 D# ?) T
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典型应用
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) r0 r0 I- i, W( a+ k D' [! n/ T* N8 t% D( k" c
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。4 Z+ U1 B$ \% Y: L1 A
M6 s- r8 Q: G9 A+ r
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。, g" M" j- H: y: H& N
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2、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。4 q" l: Y% N! }( _( |: ~5 `
4 N" [! u8 q/ H* ^; C9 }
2.1、输入特性：5 U: c: J& X( v2 \3 p2 K% t
9 o- m2 _9 ~4 _ e2.2、输出特性：8 f) v/ ]& S, {* B7 s. A, ^7 N
* S, \7 T+ N8 l/ r
2.3、整机参数：4 g* m) G' W& n% a
" M' ~5 b- p, N" M# b/ r4 l
2.4、保护功能测试：
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8 X% O, [" ~* u8 V7 e6 w# q2.5、工作环境：
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+ m2 m( @5 z3 z6 x
6 T/ D$ L7 T# R- V( u' @! R4 k2.6、测试仪器% C+ X2 G, i- ~2 H
0 M( b# s4 D* ^! d3、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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（1）原理图：. P0 C* T% Y9 }4 p P W K& F
+ I) |: [ Z2 u2 F4 `
（2）PCB 版图：$ C: Q S9 \8 v/ v
" n$ ]* c9 O P% E3 ]# p7 [5 c/ t- X9 h- _( p6 }4 u8 K* {' V
3.2、变压器绕制工艺：( S" z# g' c7 J% L8 G' Z
1 Q- y: n7 J- N% ?: q- N: H! B ]( D4 o1）电路示意图：
+ {( _0 A; V( @+ h2 U
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（2）规格参数：
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* T1 Q" M; \+ z& L1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
) A3 q% r! \- |" M2）材质：TDK PC40 或同等材质；: c) H2 T# m$ K- k/ S
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
8 K6 p4 H1 t" Q- f. ?4）次级: 三层绝缘线
0 m2 a! n" t0 G2 n" u2 j* l5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
' S) L" z6 X/ G" Y2 o6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
+ Z3 W2 Y$ Z! [* ?4 i7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
& a2 L8 @7 Z+ d% R) x" p# d k8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min3 q. O2 o9 X9 O/ h |2 Z4 u. N
9）成品要求:浸凡立水
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(3)、变压器参数：
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! E" q4 ?4 v+ H2 q+ l/ d
（4）、变压器结构图：! w* O C9 G! Z8 C* |8 Y! [' s
3.3、元器件清单：; r8 Z; _3 y0 n( n8 S+ d. y* Q
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4、性能测评：
) H) T- C) l- o( j8 R! ?& ^7 a6 r" s
3 r* D I( V* b9 X/ k' t- T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。 X/ V6 R9 ~1 q
6 i6 |3 z' z* h$ `) ]
4.1、输入特性：; F0 \7 W; h* K" u
3 G9 r" e6 L, A' l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。* g/ K2 W: L5 Y# G. j
6 g9 a. o' i. N% K表1 、无负载待机功耗(无假负载):
# |" j3 @7 L# C s& k7 H
% H/ Q/ I1 x, U. h. L, m3 [5 x6 N
- Q% s0 e* A1 r1 f表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性3 O" E2 f$ T% n: H
" G+ D" q% v: Q9 A+ O- F8 E. k) ~1 R
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:5 ]3 l" [6 i' I. {
) _6 H& f' z3 {9 e) \- _
2 K9 K2 f7 v) F$ P9 T6 L8 b, k表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
: W' N( Z6 H1 \+ V
; d$ H! m) ]! N- o8 i: r4 [* y' D- y2 y0 x. K# M9 I
4.2、输出特性：
6 D" e( I% u8 E, z4 B' B: @
% f5 K; l. l3 o& g注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；+ W/ T4 n( d( [5 Q% p+ _, t- ^! k) C( z
8 T' J; t7 C& Z0 _" ?4.2.1、线性调整率和负载调整率：+ |" s, {" w' M
6 H2 Q: W* n, N表4 线性调整率和负载调整率:
) H d3 `: i4 Q7 N# B/ @2 y: v9 v. A& g" n3 Z
4.2.2、输出电压纹波：, Y Z' e4 F* D+ N. V
& |+ |3 Z e- }3 O( Q) K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 { r3 B. n) B- p; o, n" t
5 v; r5 j( t+ B2 @3 ?; p表5 电压纹波测试) z: G" c& } I3 Z
' {8 I# H, `" n7 P
纹波噪声波形图：, @) ^$ `8 C/ m9 P7 [" U e- D
& }! w& v, Q z9 R
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load 5 c7 k2 J5 w" _- Y# o1 ~
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
$ T/ u& t) d; A
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 3 S6 r' [2 f7 N
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：6 _. u" S0 o7 @% P2 E+ ^- _* T
( r8 v% @. l1 L/ s9 I以下涉及过流保护、短路保护的测试。; e& z- t- C/ ^ i/ J
9 a. ^6 E4 O% K7 I- T5 Y5 }* x4.3.1、过流保护：
& p$ i$ |% _" g; T; i( _! ^3 a3 y0 f2 K
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A# U1 S$ ]) X" J0 Y1 W/ l
( \5 p l. B- \/ y) `" d
5、其它重要波形测试：9 M, v, o# S- F2 r
# t- t7 d# a4 v+ uDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
) D5 N8 d5 M' C- I6 z8 s( O9 J( [! P, N& j( y( h
AC90/60Hz，100% Load
# m }3 ]: X, v, t7 j
AC115/60Hz，100% load
9 D4 H" u7 q9 b5 H; s D* R+ J
AC230/50Hz，100% load S) f9 r1 c8 W& {3 M( |; @7 | C
AC264/50Hz，100% load 0 K8 ~" r+ x4 A
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S / W0 C9 B2 f/ \" I1 i! c7 b9 m
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
7 K5 }3 I+ E3 `- W2 a3 E) d6、EMI 评估测试& H: p- v9 @$ O2 |& Y, t
+ W* {! g" r% ]1 C# `- `0 }测试条件：
9 ]0 P3 u; `( `7 W
% d2 f9 W4 Y: n. h+ q; Z, ?/ j; T, D* m输入：230VAC50Hz；
" h3 b% w5 v6 [) L; a+ Z9 V- P6 m7 Y输出电流：2.1A；
, S$ S1 E/ L5 b3 N负载类型：电阻；* G6 b6 Y" y5 ^5 E
限值标准参考：EN55013、EN55022B
& w9 ]- l" n8 N Z1 ?: e4 X# T* f7 E! F0 z3 y3 p
传导L 线测试PK+AV
) U5 r& S( t% \1 j% j9 K: @3 a! X- p# F
传导N 线测试PK+AV ! W; g# `7 \# j8 @0 p Z4 E
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-5-13 10:16:24
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