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% H* g! A# l8 Q" I
- b+ k0 C% V: v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。$ c7 |# b; N* Q* }9 t/ ?
6 q! X$ J- e s& e* O1、样机介绍：
! ~7 h6 i% K% {0 ~2 r! N2 M7 I% O# [* d- m( ~
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。
- ]9 B! U& R- F" h5 s" q" p. i/ Q* L* y* O& o5 E
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 4 w$ a" A+ B/ b0 b3 q4 l
关于CR5241- ~4 a# s3 ?9 [0 e$ N, S4 I
$ U9 j; Y4 E7 Y- |6 g7 E- I- tCR5241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。" O2 p* Z4 q$ K$ b
, u- W2 `( j& k1 x% LCR5241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。
. R7 k) O) G/ D* y$ A2 D) ?. A7 c+ E: ?" C* \
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。& ?8 s1 j; T3 } ]1 r5 T) Z, U
芯片特性
6 h3 b$ q# e6 E1 L0 v) e; v% I- P% A$ J7 Q5 ?+ {
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
- L* q) V! Q6 @1 Q2 L$ i2 F }
6 W3 w/ ~9 p: e, w6 _● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
0 a+ Q- H: P; { {* }1 S& K! t
' R" n4 z0 C" f) ?/ O. N● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
& _8 s/ x+ c: E7 R* l. n) L+ d1 T& t% c% c0 n: m
● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
0 `/ r* E. C( Q2 G8 t. _
/ j2 R( w/ r5 G, t0 L& _● 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”
$ E+ ]% T9 M \2 A3 P; P2 ?9 k9 t5 v3 d
, [& _; n! Q% Y7 t● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
* K' u, Y/ d- S/ W9 ]1 A( [+ R( x# N# x
● 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。
9 [) ^# E% V( d4 ~8 [9 j
, _. }2 e6 |4 b6 _基本应用
: b8 H! h# \2 V
1 [1 L8 d- Y! {4 [- G电源适配器
/ a e* t2 Z+ v k' c
. A% e3 m4 k7 b& d( W6 l; b开放式电源4 {& m7 V: i- N8 f
2 r0 w( K8 \. u# M' Y) V8 [4 d数码相机和摄像机电源) o. \4 f8 W) z4 j& j
: s" V' l, s, C- c6 Z3 T电脑和服务器辅助电源
" p4 v$ w/ W" u
Y6 i9 a y8 Q3 P7 b! g机顶盒电源5 K7 r% r; s I2 y4 m: J' X
3 _$ G5 Z/ p/ Z2 V5 `掌上电脑电源
" v ~8 z2 O7 e% ^. l8 J+ u/ T- f( C, B
2 X1 U* I# B% A7 |0 I引脚分布
: B7 @, t- c$ A8 H; y" A
0 I/ G! \# h$ \9 h- L
1 g' B. T6 Z# X
- O, C5 l! H! y# O引脚描述* d& i( ^7 R8 `9 A1 u3 Z8 _, e+ B
( O2 x! c7 q! ~" }3 s( p2 [- \
7 ?. V6 U8 w0 `! b典型应用
9 S0 s7 M0 e: ^- b3 m3 q
8 f5 Q) Q8 ]$ D O
" g3 \" H5 C' M
D P; k$ U' Y5 q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。$ C) h7 }6 ?0 f: I: q4 c
* ]% l7 \% j+ I" }
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。
! r1 s" Z) u3 @, b7 J7 C
( H* b/ o4 E$ z( ]7 Y2、样机特性：
, h$ d/ C' J' S) Y8 L/ H) Y# [
* N( n9 Q2 q5 C. h: K* u& O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。
* {- K" H% `1 n9 U5 l) \) ]( I0 v" t# z
2.1、输入特性：
H- d2 E3 ?1 {+ |
: k) Y1 W, k+ s+ k) [/ [2.2、输出特性：
& |, {7 u- v4 [; c) Q' F) ^
% E5 |2 s, E6 v4 G1 v" K" L2.3、整机参数：) Q. y, b. b# T# k' S
4 `( f6 s8 K; h( A! \+ A4 \3 K2.4、保护功能测试：/ ~& I. G% T& X- H# j9 i
i& t: o( Z! m ]+ k
2.5、工作环境：
! l, _& E# L$ l9 X: w& r- Q
0 [- r7 w7 v7 E. I3 u+ i
! t2 n, T2 _8 x1 D# |; l
2.6、测试仪器
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3、样机结构信息：8 ?) Z& ~. B( l
V+ }. e b/ T2 p
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。
5 f& P$ f% M i) \: D1 d) ^1 W8 [6 X8 T" Z# I7 ]
3.1、电路原理图及PCB 版图：
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! v; r7 s; N! O' I, P9 ~% R: o- f（1）原理图：
3 d) B+ q5 x# A% s& m: K. N2 Q
3 K) {, k' V1 U6 T& i7 B（2）PCB 版图：# l6 F9 C8 u: W, f& K; m
; S, }1 A% I! o% u& G2 Q
: g8 T$ T/ j x3.2、变压器绕制工艺：
+ \3 ?0 L* b( ^! D1 y* j
: ]* ? K. o6 w& C5 L& E1）电路示意图：
; a2 \/ f3 F) B5 F$ C
- r- A# t7 E; Y' Q( q8 F3 T# I0 e# m' [' W, I' x# b# k4 m
（2）规格参数：
0 R/ E5 n5 ?+ H7 B7 E# r6 T4 r2 g |
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
& a7 a( m8 I8 @+ @' j: W2）材质：TDK PC40 或同等材质；
1 _8 O% t* w, X4 l t% ]3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线, O4 h4 v" X4 D$ M4 N" d$ ]
4）次级: 三层绝缘线
/ t, Z4 P1 |1 E) a8 ^$ O5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
3 Z0 z2 j* ?7 F6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
! ?8 `4 c) ?3 b: {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）)' X: Z0 w2 e% K0 r! V
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min; Z* C) N( j, L$ s {& Q+ S G9 W9 l
9）成品要求:浸凡立水! m0 k3 H L, }( r( F& I2 ?. z+ L
" S; W4 F8 t7 I/ i
(3)、变压器参数：
9 K' g% k; k* M8 r I( J R, K# Y* ^! N2 W* Q
3 r" p6 F- d" ]% u& A（4）、变压器结构图：
D7 ` [& A1 h- L9 J3.3、元器件清单：
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4 H( x4 [! r( U2 j
. Q/ b4 T- z6 _, S4、性能测评：' F) A# L% S2 _0 C9 @, O
. h0 n, J; E9 n0 y/ m( V6 N
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。
y1 i4 ]2 d3 e) d! M6 ^
8 L/ b2 B# w, D9 ^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。6 r, b: B) \3 f+ C0 h
8 c4 W# s+ f. Q9 h: x) W3 t! Y0 U2 @表1 、无负载待机功耗(无假负载):4 j3 E/ X4 d7 V- I7 c% F1 J
& z$ D4 Z0 ?' S3 v2 `' R9 }; A H. }0 C# |
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
& O8 f; a- b/ @6 Z8 D; ~0 O
: W1 w2 D( f; N- [+ U7 ?5 N$ b! K- S% j* l5 E. S5 ?
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
6 f3 L; N+ l/ @* t, J, s- N, w( N' c9 s% ^7 r
7 |3 T. z* l0 T, ?表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
1 q3 Q7 E6 \7 l4 F# |
1 X# r, R7 D5 t$ I5 u/ V; V+ \; ~2 i8 A% G }# T: D0 `
4.2、输出特性：
! u; o: i1 r F/ D: L$ w" e
1 i6 R3 z" U$ Q注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
1 o$ z6 _- r4 M |
, e1 J' m8 B5 Z7 d4.2.1、线性调整率和负载调整率：' Q7 b% Y( B s Q
8 v4 ]( X4 J. w3 {2 S表4 线性调整率和负载调整率:+ H9 v" h- p% A7 m l
. c7 s2 f- X, r
4.2.2、输出电压纹波：% C/ \ ^& J/ P$ [: [
( t, j+ w; f9 H0 y* R' J: o
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。
, A* l$ ?5 z1 N) Q& B) n' l: `; G8 n4 |5 h# f
表5 电压纹波测试% R$ e2 N# u$ e! J
! h7 g- B5 O% S纹波噪声波形图：
+ F+ ?% {* t9 |, C, V4 T' {* V1 n+ q7 N( ?
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load 2 `* g; T+ ^# J# C. `! R; r
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load - {1 d& Z. S( x2 `
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load $ L# _: w# R1 Z* n( o( k- F
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：0 J* n. U1 a V V1 |
6 y! l! F, _8 K. J! w以下涉及过流保护、短路保护的测试。8 } n7 O; ~) V3 [
/ F' m9 G e: a/ Z; V0 w4.3.1、过流保护：
' y6 H- V7 Q$ _0 h, K# n% X6 W5 J' N' A3 @4 g" D
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
( h. e; l6 W$ y9 v5 T4 O% N' M- V' B" `- R8 b+ b& Z
5、其它重要波形测试：
+ o/ e5 _4 O6 a+ B% ~6 M/ Y c9 Y+ ]* i3 r3 k @
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
4 C4 n$ }& p: ^. O2 v* J' F* X- X2 g
( g, _, b& x) Z$ @, ~
AC90/60Hz，100% Load
5 L0 m# `5 d' H4 M9 c: c: n
AC115/60Hz，100% load
9 Y& \4 _4 t7 r
AC230/50Hz，100% load ; Q' [! u8 p- f y
AC264/50Hz，100% load
$ n: }6 `1 A D- A
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
& V6 I0 G' |/ E' H; _' W6 o" N
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
& Z, T/ B+ C, M! k4 h2 H1 i( l0 V# V0 ^: f6、EMI 评估测试6 v: Q& Q) F; S- o- u5 Q
' p' w) H z" x) T8 g4 Q测试条件：
2 \' X2 P6 {1 |2 c+ v) b! ~7 J0 R4 L# w! m* N
输入：230VAC50Hz；
; T" j& S' g9 a% l) S6 i输出电流：2.1A；# m9 E& e2 ?, [. ^$ S
负载类型：电阻；
2 o, n# H5 e, L8 F! d限值标准参考：EN55013、EN55022B
: O# ^* \) J1 f# x2 ^6 q- d0 u7 P. h- ?1 y6 Z0 n& D
传导L 线测试PK+AV 9 u) ^% ? |0 J4 C
传导N 线测试PK+AV
$ }$ u# ~/ B* E# ^4 ~9 t- ^
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-5-13 10:16:24
提升卡
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