本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑
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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。5 {% \$ V; C* T" u( {$ z) C
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1、样机介绍：! j- f$ u$ ]) j* C5 ?+ p: C7 b2 a
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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。+ N/ |4 q1 c6 O" }9 p
( w7 g; s: z0 @$ c) |
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 ( J" j1 G( w- r5 L# M& F! i7 G! E
关于CR5241) F C; v8 Y+ a7 u
4 k2 B1 i6 D1 v# W8 L+ K' R1 _) vCR5241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。8 H3 H1 n( H& {( s3 r# D# I
3 H( E9 q& S/ q9 e' c6 X* m) 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 C! H+ w& A- j% }
# i/ S$ v) ^; ?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。
! X$ _3 q/ t6 g) Q4 ?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；1 e" }$ @2 [, j& K E
. B: G* i* R* B! N2 V
● 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；4 `8 @" d% P$ s$ {
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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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● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；# M* ^) J7 j3 R! ^
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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。0 b) t2 U) n6 S! L0 g" W
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基本应用
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电源适配器0 ^5 Y7 `+ Z0 t r# L
$ ^" V! q, ?. K. C/ y开放式电源
" z# H J; U @* B, s
/ P$ v5 w7 O5 G5 l9 M {数码相机和摄像机电源
" `9 ~3 s7 C! f; p. M X6 K; Q
( c! C5 f. N& }电脑和服务器辅助电源
9 E; o J! F) m9 O
* P2 k s# f3 A- e" Y# x机顶盒电源$ t9 X2 n; D, {
$ k6 g |# @( Y7 |) R2 W; m
掌上电脑电源4 i) {; a' S4 D0 V
r! D$ Q6 H3 _" N; ^# a引脚分布7 x+ _ _# t+ |) ?. U2 j
: i. q1 @( g/ D6 {$ {, n( e4 Q
0 H1 _9 k) ?, H+ g
- l) P2 W& b& c8 _- L! M
引脚描述* n( e" t- g2 e) B: v# |
7 L7 |5 W! f2 q) s- Y
# z d; ^5 I8 Z" }典型应用% r! v( \5 Y- f! c
) x. l, u" |* y/ k
# {, N7 v- a9 j9 g& w1 }% K* w/ u+ {; y1 n- u, T, D
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。
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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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; a2 B( O3 q+ C; z) T% n% r2、样机特性：- _, E; A1 X, ]1 e* p
0 P: L5 K! W' d' 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。7 l6 } k& c$ K/ y1 N$ y3 U8 [! d" N
1 L& L6 F2 `( p+ k! ^1 v, R
2.1、输入特性：
" D7 }. z9 C4 A' ^3 n3 d
. @6 g3 `' |& L2 m, ^3 \& S- E
2.2、输出特性：
; F+ b. s Z5 R5 y3 H7 J
( @( H m6 d& y" G6 L3 z8 ~2.3、整机参数：# w7 z% G1 F# C3 o8 U$ b/ z( z! g W
% u" Z% i ~; S3 k' W
2.4、保护功能测试：
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) f0 M5 `# q+ A8 {- S. l) }2.5、工作环境：0 L& _% O; q, v' l7 E6 C
8 d) {+ y9 d' e/ k' X4 N
) i* Z' A5 H/ N
2.6、测试仪器
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3、样机结构信息：1 I% i. F* n: P' u. I: z% j; ?
( S: W) k, L. M$ [5 z! h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。7 E. ^$ C) e. p2 {4 n0 w5 c. `
- X4 i- }4 ~ t# d2 i
3.1、电路原理图及PCB 版图：( Q7 f$ c3 {! C0 d& ~# Z
' u7 u* g+ {; D/ f. T
（1）原理图：4 F* ~, G* J: Y2 S
8 e: j/ P7 F d1 s（2）PCB 版图：
% l$ L8 q% m( d% P7 e/ Z
& ^2 J6 _; R; Z6 V" b5 k% F
; i; x/ i+ D: F; x5 r3.2、变压器绕制工艺：
# F1 v; i" B# v3 t3 C; z# Z, Y( p
9 ]$ ^# F, o7 p1）电路示意图：& u) ?6 r p' W/ T) L# S4 u( t! A
; M7 T7 p+ T% ?. @% N9 V* Y2 q8 J( i; T/ U. ]0 U
（2）规格参数：; B; t P/ `" D2 B# h
. c5 A& V1 o, D4 q- M' ]8 ?4 l1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；$ `( K$ J& F( F" b$ E E; r% }- O
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
7 T, w7 L5 E% }4 U3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
( H( I- h+ F2 |8 S6 l4）次级: 三层绝缘线2 T: w. X* t5 G" f- G; v
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
' e7 y% G. S& V5 c/ d6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
: o" Y+ C f, x( V7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)0 v8 R' H- { c, c" m* T% V
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
4 A f8 o5 S7 [$ D9）成品要求:浸凡立水8 t4 S3 F" ]2 y$ A0 P7 E; u+ s9 ~8 G2 B
) t, ?& K: H6 o; \! X ]; c6 W Q
(3)、变压器参数：
: Q5 { m M! f8 z/ C
- U, \2 V& H9 `+ Y8 F T
( R* `" b3 Y/ |1 o（4）、变压器结构图：
0 O3 {% ^5 L. \( T# g+ S3.3、元器件清单：
& }0 X# X) t$ k$ f) x# m) p5 Z4 ]. L9 k! V- ~8 N
3 o/ V4 @! j. ]& M4 p# H! X) T4、性能测评：
' m1 U* { J, t6 d2 i
1 }# G" t# s7 W. ~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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I9 Y g8 L2 Y; E# d+ f+ O- c& \4.1、输入特性：
) ?& X: _1 `3 J( H, q. ?+ E( g: O3 m6 D4 B5 h- f
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。! x$ {/ q+ C9 U7 V
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表1 、无负载待机功耗(无假负载):# o. o5 u* G! N% d1 s
! A6 h% _+ |# S6 e5 m5 |" p! u; }6 ~/ ~
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
# a4 O" R2 s3 m7 z+ c5 i7 F* k+ I1 }+ y2 T; m r
$ i+ m' T* I( X* `9 K: l表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
, v; v1 S. N {/ B: n9 {. w0 ~/ k* T
$ s! H; t3 u( T% Z2 o表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
4 W$ F# Z- h5 s: V0 o% R5 y P1 I5 B O$ A6 @# k& i% H2 |
% S4 {) [4 X( f( x U; w* y6 ~
4.2、输出特性：5 [( Q6 B* ?/ B. Y; l" K4 k) L
- A7 f, ^% i# D6 z$ U% j. U7 z! ]注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；' {' X2 X* q$ }; I
: h9 C6 j2 s4 z( ]% A4 e4.2.1、线性调整率和负载调整率：7 `+ ^7 j4 X; T; ] r" [& G2 e
+ C6 T" n5 U; u9 u/ Z- { O3 d/ G表4 线性调整率和负载调整率:9 f5 `7 D# q& W+ x- o7 C
a2 ]: z; _ H" q* @! Y8 i4.2.2、输出电压纹波：: X+ q( r- h6 A" d7 [9 B3 ~. }
" w. d8 D c* _, h
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。, Y9 t! J9 |8 J: K4 e# ^
0 D0 [2 G* a& s: K! V, d4 r( O. }
表5 电压纹波测试
7 B9 d; G* _& `9 T+ {
# Y: g* d+ h+ |% p/ t1 M( r纹波噪声波形图：
7 j# x" n! Y) ]3 ~% J4 ]" B) [* j/ U* S v4 L0 x
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load 1 W1 X; O9 C& E9 @3 d
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load , C1 z9 U- [" q* M
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
. A; W: L" L4 l8 c: p: `4 q' L
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：
! C8 I% H6 T$ S! k. \ q$ J' Y9 T- I$ h- O: s
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
* d! V# l8 }5 R" W. {0 d8 r: E5 \' b
4.3.1、过流保护：
' k7 i _3 B" X4 C4 B
5 V" K2 Q% a: S% P4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A! ]: j* w; j: I* r8 v, C/ A
" h/ s- `5 r9 P+ G1 Q
5、其它重要波形测试：. ^9 M& G" {# y" S/ H
2 ^2 |( p- X: g; O5 Z+ t6 r& fDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：* B$ k8 L8 [% o
& {* T! F" G# N9 s6 L6 f- C
AC90/60Hz，100% Load " a3 w! \" h1 `* n7 U
AC115/60Hz，100% load
+ q/ r6 h( m- u% v( S7 W: v
AC230/50Hz，100% load
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AC264/50Hz，100% load 4 i1 P/ ?2 G- i, F4 v" n
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
- a' Z; w9 _/ B& @, G# X8 [
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS , T6 L3 P( G% m$ J! C% l* [# I5 L, U
6、EMI 评估测试0 M2 j6 I8 p2 e
# l. ^/ p' E* w% m9 f测试条件：) r$ P$ }9 J& Z% w' P
/ ^0 t4 Y; {6 [& e) C
输入：230VAC50Hz；, A; ~/ A8 t( B# G2 z
输出电流：2.1A；
, {" a0 V! w' K/ L, l负载类型：电阻；
/ a% d" ^9 _5 J% L限值标准参考：EN55013、EN55022B V! s: O3 Y6 S, E4 P8 b3 K" F
) {9 C% s# _$ s1 c" g9 H0 B
传导L 线测试PK+AV
* @6 _ Q/ a( G/ ^* ?/ w
传导N 线测试PK+AV
' ]( h% ^: o! V/ y/ q4 T
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-5-13 10:16:24
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡