本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑 : k7 \1 o/ Y6 H) x' U
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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。+ ]- J" K* p% g" g2 U
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01、样机介绍( J4 i4 d5 I2 o5 o1 `& |3 J
) K: A# Q) v+ H" Y$ v/ `2 [% R
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。
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# }. g6 Z1 k* Q2 z7 I' _) M; n0 a7 W
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 7 F$ S$ x3 Q! \+ a
关于CR5241
% e) ]1 w" y$ O T. C7 s. f
9 q' k4 f9 ?! j, z* s& h' t3 I2 t2 QCR5241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。+ u) |8 m+ l/ g# G: I
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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。
Z, J1 c5 L1 N8 j+ U( b
2 Z* x: k! G1 E2 i7 L" I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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( o& @5 U, @5 v$ D( bCR5241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 u* u# L; {0 `. R
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芯片特性
. J/ x4 t5 O) j: p/ V( r% Y; f u+ I
# |" n3 H" o! u● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；& |. o9 \' h* u, b+ }7 N
! `$ R8 z& F+ D" o9 Y1 w* `
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；3 w2 |2 W; T* h) G
! q( b& g4 k0 u( h A$ G● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；9 w4 B+ X) K. o: k: [
; }8 o/ x5 U k2 ]$ q% X● 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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1 n w1 E9 z1 D; l● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
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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7 O& w5 B% S7 b/ D# a. R8 X; _
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● 电源适配器
; t: G/ f( N5 c" I) M' p* m; v0 x● 开放式电源5 Z" d$ Q: E5 G2 m: ] w: m
● 数码相机和摄像机电源
. N+ Q) S9 f; T6 k" m● 电脑和服务器辅助电源# N6 K0 j( x ? c! y. b8 w+ L
● 机顶盒电源
) q4 o! H% x: E% K6 P7 O8 d' B& E● 掌上电脑电源
: O0 F; A! [$ |7 n8 M4 R5 P Y0 j7 {4 u& X8 |
引脚分布
: H$ q7 T0 M2 ]$ \& F
& Q+ y( G/ U( y0 [% s2 {引脚描述& E- o$ |0 c4 ]/ v
9 e2 B/ y1 z; u6 r4 Y! C
5 L I6 T1 I8 f/ W _ U典型应用
( H4 c$ E9 P+ Y4 G! d9 P% ^$ I5 Z
0 c% A$ [9 a8 Z- }( A% A! L6 ?+ C4 y
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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8 [& D4 h. E# T$ v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。3 ~( r" {; J# ~( N( g
, F6 T7 X( b3 _- m, |' E+ E1 ~02、样机特性
, x( m, r4 ^' k3 ^$ ^& R
$ u+ @9 `2 i6 q% A- J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。% h& v8 s2 ?$ }- i3 y& _6 e
9 m6 o/ P* o$ r5 h9 V1 c! n5 S
2.1、输入特性：' y( g. R6 e, o6 w8 s
, A6 D9 G% w8 M7 \+ |" i9 a; C
2.2、输出特性：
0 B# q+ f' f$ t9 Y, H/ n) E! J$ | f E2 E1 W% x3 |
2.3、整机参数：
0 B$ W' i7 h8 L6 z2 K/ z: u7 r& \
2.4、保护功能测试：6 O$ O8 A4 }! [
# r/ ?/ Q; \. `9 F4 T3 S2 @
2.5、工作环境：7 u! L; F% q4 g' S; Q
$ b7 @/ `3 W* Y) b8 v& b
2.6、测试仪器
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03、样机结构信息
; X0 X! x- G' C
3 O# a3 j: n1 G7 k+ l' `* \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。
. R- w2 d( Y+ `+ e$ ^- i8 ~6 S
( L* t2 M) |4 I3.1、电路原理图及PCB 版图：
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（1）原理图：. F8 G6 D, i( r
6 M" b2 z/ l. b3 R4 I0 I' q4 b（2）PCB 版图：- _& O' e$ c5 d! h9 z! ^9 w7 ^
$ m, d7 Y# J$ S$ T5 M2 N; U _0 y( C% R) j' X5 t
1 }3 B8 M9 S' |# c1 E
8 S2 b8 E/ N+ x+ B5 D8 L X- N3.2、变压器绕制工艺： W9 d% u' ], X( ^+ e) e
4 `- w$ ?' a& A
1）电路示意图：* Y. C, I% o% D
' ?& L) X. b. y) B; Z' d
（2）规格参数：
( ~) u( C d! y( T4 k
( o" l# |& v) L1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
2 \$ @9 {! b: w9 M1 G: F2）材质：TDK PC40 或同等材质；) ^ q' J$ x2 U4 n d+ F
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
7 B- g6 L$ \# j8 h- ?! Y/ S" B% `4）次级: 三层绝缘线
/ v9 u4 J( G% Y" f" S( w5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
' E) b+ o) y7 F* \' T! W6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
- S( v" i$ J' v5 n5 T% N7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
: i& {4 s% Q& z6 c0 w3 R, i7 |8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
% G! i( t9 G2 |* m7 j; l9）成品要求:浸凡立水
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(3)、变压器参数：# I$ r3 E! K* T+ j9 n. P F( ~0 A) w
; i3 Y) Z3 X# Z, @4 w
A/ p) [. R' L: P e" b; i. v（4）、变压器结构图：. `0 {- _' o# t) f
3.3、元器件清单：
6 ~/ i6 J" U! _
) ]: Y# f- V# Q! X: B& C# n, U+ u, o$ D V* @0 ^
04、性能测评
/ I9 m8 ], @9 F8 L: Q* C3 a2 `
) y- ]3 D: I! Y: n5 p* V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。6 [6 V( W4 l/ F3 [5 l
' e1 M& X/ N: V& G
4.1、输入特性：+ T" k1 d& w) U
# g. n0 P- F' {' ]; M) q- b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。
" Q; s# Q7 ]' n* h* O
( p& A& \- \& y) h+ v, @表1 、无负载待机功耗(无假负载):5 d& b: K ^6 ]# z, V1 I8 X
2 X9 m \/ ~# I( r4 Y. F+ u
9 B& z7 ]; T" r- w
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性6 ]: I* B. c# o6 F2 Y
2 N9 C- Z/ I1 }( X/ W7 k2 i5 H, t- d. \7 \" u, O5 I
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:7 H' t; `& G9 p. x- h
3 n' ]6 c6 q/ {
7 u: N# l. L2 o2 E( i4 O' y3 H/ ~表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:9 F8 l- u+ ~: P3 M5 l
% _+ ]! V2 P; L3 c) U/ T" h# t
4.2、输出特性：
6 `5 s. C. q6 A5 P; a! \: ~9 K
8 S% K# [5 v1 ?注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；0 k9 u6 h1 n4 e" q# U$ }
; w, ]4 T2 u% w- E& D' `' Q4.2.1、线性调整率和负载调整率：' u9 S/ F* E" E! ]: N) K
( H: {" [& t9 U% v
表4 线性调整率和负载调整率:
0 `# U$ g8 C3 `) r6 p+ r9 A: P4.2.2、输出电压纹波：
/ X+ Z1 u' \! ]. Z) S& s
4 y' M1 k( }. g1 v4 T5 ^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。
. J, n o8 m# P, R- P. Q( i L& r' J2 C0 e% d
表5 电压纹波测试
) ^* f- w8 j2 C$ a1 \$ u
( I" ?, j/ {. Q u: g, U. V纹波噪声波形图：: H/ Y4 g+ g9 y8 Q
( `9 e6 ]! c3 x7 GFig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
) T8 ^( p4 C4 pFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
2 ^& r! B9 m6 j5 tFig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
, q; ?& L/ x# Q: D9 p5 _" rFig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
* w. Q/ w( M c0 m4.3、保护功能：% J9 ^8 M' `% ~% J2 Y' i3 ?
5 J- J3 z) F, ]/ h1 q以下涉及过流保护、短路保护的测试。
5 |: h7 p9 N4 b+ E8 z& v2 u
% I2 \) k& ?" X; f/ I, P4.3.1、过流保护：7 {0 ~5 h" u) y- N3 f
4 a) u: B) V/ d6 I+ ~: U9 `8 K
; U( X/ Y' G. Q( |
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A% ?9 H9 p9 s% e& \4 z4 s' [- O
% [' A$ b9 h/ h
05、其它重要波形测试$ _ g& J; D( h0 i+ f
1 f; v- N- z) }" @, H9 O5 ?8 p
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
) T7 A# k( [$ L3 o' ~$ c+ _: u; {
AC90/60Hz，100% Load
0 q7 F- v- n2 @: T; e: _AC115/60Hz，100% load
2 @5 M0 b9 e" q6 \! ~AC230/50Hz，100% load
8 d6 c0 a# O$ L, g% Y3 qAC264/50Hz，100% load
" `% n4 O) r& q! R5 qAC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
6 q1 K: s4 P( c5 E& p. HAC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
! l8 ^1 Q! I; s3 P, n; B" ?06、EMI 评估测试' E; q O$ _* v4 e
" v9 C2 j& E2 u; }测试条件：
$ z% p/ t: k" ^. }* J- S" C- f4 A8 l* V; l! a
输入：230VAC50Hz；0 u! Q# C8 o# ^4 Y
输出电流：2.1A；% s1 `+ R! f h
负载类型：电阻；
: e) G1 D% x9 _! ~7 c! `限值标准参考：EN55013、EN55022B
& C3 B- {* J2 }" w+ e5 V9 i
$ |% Z. i' P0 w2 l: r传导L 线测试PK+AV , `, ?6 f2 L" M4 V( y# {7 `- i; G
传导N 线测试PK+AV 8 ^8 v8 g, N: A2 `3 c; ]2 {+ w( r5 i
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
提升卡
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沉默卡
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变色卡
显身卡