本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑 ( o) w A2 s. r# c
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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。
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* }* D# x; R* M& E6 B3 }, Q/ ~$ `01、样机介绍
* q. z4 D+ G5 X* B' {! _
% c- ~/ U5 O. ]! y5 m$ 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。
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0 G* M. \6 Y1 g" z0 Q8 d4 ~0 g& v! |
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
4 U. X4 B% C9 }$ r9 v1 x% [关于CR5241
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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。* C( I9 n( [. n) G0 m
* n) D0 ^9 `+ p% z* x7 kCR5241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。; v* w! g# x& ~8 v) r# U. i
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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。
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芯片特性! t9 }8 U$ c2 Q% \3 ~2 B
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● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；5 H, j; F7 B. [% \" v, @% q4 n
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● 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；6 K& X& g& P" C2 j
' U/ t! e3 n" q1 V9 W, R0 i$ p% `( y● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；$ X) q; t3 ?: j
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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”% a4 ]( q8 M6 F
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● 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
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● 电源适配器$ ^+ g# V# J/ ~. }2 c6 \
● 开放式电源/ K2 P# F, d2 J$ Q: C
● 数码相机和摄像机电源
2 g# O1 _8 p0 h5 L- `● 电脑和服务器辅助电源; u% j, Y% K* c7 l9 A
● 机顶盒电源
4 _2 e5 ]2 X/ z2 n% d● 掌上电脑电源
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o+ t; u5 J4 B. J2 x7 O/ {引脚分布
: l* `4 F' b# y
. x7 R# U0 l4 b引脚描述0 b e0 x- U. b
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3 `0 B) y# z) |, m! M- z( c8 v
典型应用7 b8 j" f5 q/ |4 ]$ N
- v% n0 p5 i. w! A5 M2 I8 Z
6 c6 h# ?. d$ f/ w5 k* ~) H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。
y+ m( ]; U6 o( J7 j, {7 P
. i& V: _) J, k$ T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。- b9 {6 U( w3 ?* f* a0 d% _
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02、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。
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2.1、输入特性：* O5 c' \6 L5 A) q- R
- J1 H4 Z% J5 W3 u$ x1 g% R2.2、输出特性：3 B0 S4 j3 W3 C! J! h8 E
/ g, g1 O0 S8 F: M7 q5 k1 w$ C
2.3、整机参数：5 J6 m& I2 y) `. l$ w
/ h1 H1 A! v* g! U. F2.4、保护功能测试：( z2 D+ W% |; e0 p
+ B& d* V1 e% \
2.5、工作环境：
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2.6、测试仪器( L. L x8 f$ m3 p
7 ^* u* R$ O4 T! V03、样机结构信息, I& w% I1 Q' y4 L; E3 Q- ]. e/ h0 M0 \
! t$ V( _7 W8 a& M% d1 w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：
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（2）PCB 版图：
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`' t) G% W/ v* s% _% e) @# B% ?" C( `6 s' p
3.2、变压器绕制工艺：
4 ?) t9 ^% b `, L6 z
' C6 f( ~6 O% S/ Y1）电路示意图：
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6 N8 w( j1 c" r（2）规格参数：# ]2 m! u& D/ l* t- ^" R
1 r t3 q/ f7 U9 W J1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
* O3 d6 H5 M8 ^' B" ?. V. L9 h2）材质：TDK PC40 或同等材质；8 i& o: p& C/ v6 ]% l7 x* z
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
! B0 A: D: C# u8 Z h0 ~4）次级: 三层绝缘线
4 G8 r, R* c! K5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质$ q; v9 [0 P6 C. u
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
5 Z' e3 a4 H# Q z0 g7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
. n2 U7 {5 J, n4 z0 g4 S& L8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
7 [& h9 g( K' E; Y1 J. j( a# c9）成品要求:浸凡立水7 e0 ]% [9 a+ ~8 R s) }
. I- K" q' \) m+ F" q" q' C
(3)、变压器参数：9 h+ ~% e6 W% `8 O/ ~6 [
' W3 d8 ~9 T9 C% S/ N
+ F: n4 G& w+ H$ b4 s9 P2 J0 o# F
（4）、变压器结构图：
+ a l: p7 @0 B6 ]3.3、元器件清单：
. k/ r; J( D+ f7 R- B# J3 A2 Q0 m* v( x7 E7 S7 L
* C5 ^2 T) P1 F! }6 Y
04、性能测评# k1 P$ E2 P% z5 k! _* o0 _
& u! \3 c S- 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。
; f# X; w: N z! b. ]/ A& o6 s! b! _: X
4.1、输入特性：/ l! a* W! y4 t6 m* y. s8 {, X
y7 |+ e" B6 t! p. |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。8 {/ i, {% N; l6 {/ E$ \
! j7 \' t' ]4 k( q
表1 、无负载待机功耗(无假负载):) E7 k* V" I( L: q) f; }
/ I1 l, @3 [! L6 ~1 X# G! p) g0 Y
4 `: ^/ W2 k" ~$ E, \( ^表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性: M3 q4 I( c! M; A; R
4 C) F! H# }( u; Q# s& h0 x
; _: G4 \1 [/ |) }& Q
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:( ^7 Q3 w N& W3 L
5 H' Z8 C0 K S) S1 L/ G& c7 p1 J D# y5 u
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
; b0 X& T- t' u5 j4 L
. G# I5 S, R$ [: b' U& w' `4.2、输出特性：
4 C' F9 R t& O2 @4 _' U$ ^! c. Z! B A) `+ }/ v/ b
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；: ~+ O1 L0 R h5 f8 ~; N! Y
, f* l$ T: y" `" ^
4.2.1、线性调整率和负载调整率：7 g! Y! N# l& t+ X" O. w
# W3 D) u: o- k) u8 Z4 o9 }
表4 线性调整率和负载调整率:$ ^: h: f4 L/ y5 E, A O" k- i
4.2.2、输出电压纹波：
" X; A6 m" I/ k, p( f2 I" O) p6 _. W4 ?0 W- p6 n
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。5 S4 J8 O) Z. p& Y9 J+ Q
% U f0 N3 E4 v6 A3 w& Y) C表5 电压纹波测试
_ E5 j: k1 \6 O
1 I# L0 `# A4 A( o) q纹波噪声波形图：4 y. h& G6 t2 A( \
7 ^# _- V, v4 j, ?
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load 6 U' r1 x4 h5 E/ [; G
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
# @! n+ P9 }# t3 R( z( J* p2 \" gFig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load & O, Q8 W. \/ D
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
7 g8 }, `/ ]2 B4.3、保护功能：% C! j+ ~' T. s" a/ m
! t6 a/ h& Q+ s) d9 ^) c6 H, \( `以下涉及过流保护、短路保护的测试。1 F) f" M; @( u! a/ q
$ a6 s8 @; @: Q( u- [4.3.1、过流保护：" n- U7 @7 r0 h: T
) @ Q9 |$ A! C, L8 K1 a- K2 D5 D& u; _ W1 \+ S X' M& H* H2 i
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
* A' K5 c: e. G( [7 n* h0 f$ s! o( M, ~) ?9 `
05、其它重要波形测试8 j6 ^, ^$ o, ~2 C8 Y7 a
* N% K# E$ v. T5 |& \5 z* U
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
- U2 ^, D' x& W K1 k! u
, o4 l/ U3 Q1 t( \# h4 E D6 PAC90/60Hz，100% Load : ^9 f- p! u* n: \4 \
AC115/60Hz，100% load
+ c8 X6 u* h4 q" ?! w# j3 hAC230/50Hz，100% load
- g1 G' ?+ m- [5 s/ Q3 RAC264/50Hz，100% load 9 _ d) }( i* T% S: W4 E; [
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S 3 l U, l5 F9 U' y
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS ! G( x2 S$ q/ b1 d- J# }# z5 T% j( Q7 v
06、EMI 评估测试6 v6 ?' }. k& A3 y% s
?" C3 \( T: C8 @
测试条件：$ b- F; k7 a3 G7 t8 \
( r4 |7 z6 p# B: v. N: z3 R输入：230VAC50Hz；* j s9 u# A8 ` [
输出电流：2.1A；1 }# h$ I. I( y! Y) Q: Z
负载类型：电阻； n6 ^& Q- r4 _2 l: n
限值标准参考：EN55013、EN55022B
$ c1 [1 o+ v* B* F: o3 A1 r! P
9 b0 ~/ c& r, ]9 O) U/ ^7 ^/ R1 n传导L 线测试PK+AV
1 j5 i) M) u# V: u! F5 N# w5 V" R传导N 线测试PK+AV
9 h* z1 V. M- T4 C# r辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
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