本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑
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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。; i- o0 W9 ~3 N* B# [( ^- ?) Z6 w
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01、样机介绍
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* C, o! Y8 S; H7 | J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。' x* E( A. V* Z. P/ S; [3 J( y
+ F" {) J9 \$ W8 ]1 y+ j( [, R1 p
0 m$ y# J, B/ O: X: r
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
3 E" L5 B9 h6 k2 s关于CR52412 ^6 s% z i/ Q8 `# v- }) y& s1 N
) q7 ?, A0 l0 w" ^. hCR5241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。
, r7 Y: N+ O) b2 w! T) O
6 R7 `( z& s3 L: p1 l6 WCR5241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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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。' R1 Z, B4 [0 P& z
I1 g8 S! c, ` L) g$ l2 `+ j* M8 Z
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。
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芯片特性
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* H) [; Y" y- a; H: ?+ ]● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；# o) ~6 F: V$ x4 Y, l- A; L$ j
- t- k: B- q3 W0 K, j● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；5 u$ h' z' i I8 O
) Q$ N3 V( m: ]" v; H0 k, j+ g● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
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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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4 \* O8 {7 ]% L2 F6 o& {) K5 S# P● 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。2 K# m( d* V5 ]% W' F* C; R
. d" D. a* i& e基本应用
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# D- ^ {; F" ~1 N3 k3 E) j● 电源适配器& s4 X9 W8 R4 T/ e: s5 n
● 开放式电源
' p- k5 {/ _4 ?2 c: l2 l● 数码相机和摄像机电源) \# |9 i& K# Q S
● 电脑和服务器辅助电源
& q+ }; J0 T7 O% q● 机顶盒电源
C! l& }' i7 |1 h● 掌上电脑电源
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引脚分布# v; u: B% |! y5 r
7 `5 ~ V# p4 f6 V% |6 x' e
引脚描述# `# |" P4 h: e8 S
; v& J$ p7 F% O4 R
5 V) B1 ]& P- C! h) m; n典型应用+ n& Q n( f0 ]* Q
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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。, |- `$ r1 p0 f3 c
0 M# l& n# R8 p* s02、样机特性
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- `0 s, A) |8 n5 V: `& E, 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。; Q8 S* y- ^' h1 _$ ~
* V! M$ F, K! m; Z( w r3 w, H% N2.1、输入特性：
0 L3 T `& ?" D2 x7 T
* a, g8 ?; k. i2.2、输出特性：
1 y: b2 T7 o9 {% V% q8 l6 T3 f: S" Q( R
2.3、整机参数：
- U$ A+ W6 z7 j% V% \" i; a$ X
' G+ q+ N9 x' {0 g2.4、保护功能测试：, E, s! |8 G! |- ^% h8 p" X
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2.5、工作环境：
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6 _; A Z \6 _% Y5 n. h2.6、测试仪器
- Q) E+ X7 X f B% _$ ?$ h \% F; k' b
r" e2 a6 z: H9 F7 @, O. i3 k03、样机结构信息 P& @/ ?9 p* I7 x0 ]2 a; I
5 r- |# ~, i3 l( T( p4 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。
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/ K) S/ |4 k2 A; R* A {! q3.1、电路原理图及PCB 版图：. \5 c6 Z. |4 Z* a& {: L, _
: Z2 _; L" H* z% y6 g' T" x: k（1）原理图：
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* X; ?. G( i( Z5 w8 u+ q（2）PCB 版图：7 E' P9 G3 U) s0 Y
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7 {4 H& O& r! k G5 z) u, F1 k6 u! H1 G i3 I/ H: n) c
3.2、变压器绕制工艺：
* u8 h4 s- f6 h
! T- t5 N, K- o; L( m5 I& Y# Z1）电路示意图：& k# c$ |$ N) U4 z
" _6 X$ S9 L y# I: o
（2）规格参数：( G, L6 i' e) T, t( x
* q' Z. t4 F3 N5 u; Y
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
2 g" a) X) k) E! {" u2 k2）材质：TDK PC40 或同等材质；! g r2 F: g1 Y# a9 i% F7 K- ?& E- {
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线! j. f: R$ w5 c Q
4）次级: 三层绝缘线+ r, z* l! s5 h! {1 _' I: G
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
& G$ b! h6 V' \; m0 t3 c8 X" T6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；9 t* ^" r5 }" l5 s; s4 w( e
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）)3 n3 L6 J( O* d$ \
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
. a- H* x$ ~: `( o$ d) ]# V9）成品要求:浸凡立水
% S1 K: z/ u* }+ A% `6 t" O" N2 p; }; g+ j- l/ M. p5 S
(3)、变压器参数：7 h" P3 K5 A! L. w' ` F; q7 E
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: f1 w; b7 P: ~5 a8 S% q（4）、变压器结构图：* ]5 x9 o: {. n- S Q ?
3.3、元器件清单： ^7 {* m$ _, X- L7 ]) h7 I
+ q! i" z9 {$ J4 H
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04、性能测评
$ I* }( I7 @# K& \6 H& q& w$ V" l# u6 x% x \
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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4.1、输入特性：" p5 F$ \8 j5 a/ h
% t: p T2 X- h( D) K
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。
$ }$ P2 K' m" G- B& ^( D3 R. P Y! A
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
% `9 k& j8 \3 N" V& u5 }0 L% T7 N+ ?2 M/ K. `
5 G' z K, x& o! h3 }表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性7 g/ w+ P" i% c4 P$ G: `* I
) y$ [4 y4 l0 t, d/ K2 x2 q; r! t
# R9 s/ Q3 {+ C, k4 f表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:3 H. H: ~- A, o* S7 e5 p
) i1 q4 l7 s0 ^( @" G
; p# I% W: Z$ A( y0 _! W
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
7 u9 X# r; Q4 W, a8 f4 @0 |' X8 Y% s, _
4.2、输出特性：
% H$ {$ G5 `! Q! m" ^% k
$ @' s X8 c' k0 Q注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
/ s0 Y9 o2 b8 A1 e; w' K' X# m- t S; P9 @4 e% ^
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
0 u5 O& ?% |8 q9 e/ w% g. U9 s* w- `8 E/ l+ Q) T( s5 ]
表4 线性调整率和负载调整率:
- g, y1 B3 R/ p3 t' C: F) q0 E4.2.2、输出电压纹波：
7 @1 Y# z! q/ M! S$ D5 w4 D$ m$ P' _ ?
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。/ Q9 K% ^& k4 x8 }" `
- G, |& u/ a) D5 I& ]- ?1 n
表5 电压纹波测试
" `6 L1 U) y: B: S+ V' w3 _/ N; y/ z0 @% K# {
纹波噪声波形图： Z# F5 F- ^5 B$ ?( d+ Z
1 x$ g |, f% f& q" p1 [
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load {* U( Y( |( [) ~( Z% u. ~. J
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load 9 |& ~; h" C1 P* b
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load * }* [$ G) I! l- Q
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load / I9 k7 M) J, o* Y3 @; |" l1 F; v v
4.3、保护功能：" w6 A& |) W) n! u0 i0 `5 T( j* }
( s1 C8 M* ?+ [: f( Z X+ g
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
* W% M4 X, ]/ z0 q( Y" @! r1 l1 C1 y. p7 z1 K" Z4 S
4.3.1、过流保护：
+ P0 R5 F% w. G p" r% ~6 j X
9 `, z4 t' a3 D# x
# l8 |) r7 D3 m- I4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A4 R; S4 {. X7 c- h4 e1 s
) k6 ]+ g4 w/ I8 ^
05、其它重要波形测试: m/ g2 \; T0 r# F$ y x0 k
( m h" A# [0 W" X3 w/ y& {) N0 JDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
0 _3 [, Z- }/ H M) q
9 e* `5 r; R2 _7 J1 H9 S( u4 CAC90/60Hz，100% Load
* B/ F& g$ G! T9 C' \( gAC115/60Hz，100% load
" i/ D S/ e4 q+ hAC230/50Hz，100% load
$ B; ]- d! e# c3 |" ? l, CAC264/50Hz，100% load
4 F, ~( `+ J9 x& L3 j; Q, \AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
0 C0 S: r6 a) o7 o3 |AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
+ r4 | q+ e2 I" S6 l- b% Y. S$ a06、EMI 评估测试
. D) q5 ?8 r/ E9 L( [# X6 k; [7 Z9 R1 P) y4 L. L5 J! ^
测试条件：/ f) q) f( M J& _! c
6 i; T, F% m/ y# g
输入：230VAC50Hz；# b' J1 j5 v5 w
输出电流：2.1A；
, j( [) `6 W% \& `" X4 L4 H# w负载类型：电阻；
2 l% @* R: |: P5 w限值标准参考：EN55013、EN55022B
% h s& a! P* H, O# [/ R% ]' T
传导L 线测试PK+AV
! _3 h- Y+ i* m% x0 W: g传导N 线测试PK+AV 0 e$ A. m' x- _
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡