本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑
. X% p3 m; t$ y7 A: `; o! c2 R
1 L; p4 Q- R( W( @% {3 w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。, _: E, b' Q' a9 ]8 j |
& n) Z9 a) P/ n, w$ B' f01、样机介绍8 G# w7 K7 p' A5 B6 K- W( o
( V) R& f0 t8 G/ w- I" O
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。- H0 k, m( L" b9 i+ n
- ?7 i4 q3 R% e
* [- i% I1 x B2 a" eCR5241_5V2.1A 工程样机示意图
5 Q/ y; w/ r; z, J关于CR5241
( Z. e5 t% N! M `1 X" ]4 a# c2 j1 \# S! H* H
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。
6 C* g- T9 ]# g, U( w6 t) i
~' l! W# q6 g( Y- J7 n% SCR5241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。
) v) x0 x4 @$ z+ V$ G& J
: J T# {! N, l5 H0 I# ~( j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。
# n+ Y. ]) w4 }! l" r
, V$ L" k/ \+ u* @- GCR5241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。
; U9 s5 |* F0 \, @2 j5 N7 i8 m" ~; j; {3 [3 [3 ~9 J+ t
芯片特性
& P2 V( P8 `5 [9 F$ ~; J7 h$ i" ^, u* W1 F$ _3 O& ]
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；3 O) h# Q \# E# r d
$ y5 Y5 ~+ v9 Y" Q h8 I: U
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；: ]7 t9 N+ W) ?% l
2 s9 T1 N( k$ I0 }9 E) g' o! J8 b● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
1 @9 w2 J- `% Y
! o9 e3 i1 t7 z6 W8 [% ?* N4 o● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；+ R4 y% r0 e. i# |
5 m. B( M* A. S' \+ d7 F2 e+ M) e● 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”5 Z! `$ H4 M9 I1 K9 [0 m- m1 G2 s4 q: C
V& H% p3 X2 u, Y4 V. S" _6 }
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；% G H) w' P% L: J7 Y# R6 \
0 y9 Z7 X6 J: Y
● 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。5 _$ E8 b& F/ V- ]$ {9 ^
2 y* J* A$ @- d+ m3 ~基本应用9 ?. ^4 [! ?; n. w" a
x! Y4 h2 p" n7 ~4 n- Z( R● 电源适配器) r0 c& X, x& K( f( U! D1 J
● 开放式电源
! _' t& c( D$ `1 |● 数码相机和摄像机电源
) A0 W2 W! h+ X& K● 电脑和服务器辅助电源9 e$ t( ^6 j+ d
● 机顶盒电源4 n, R: P8 q+ A3 \# w, r8 X
● 掌上电脑电源7 U2 H& G& r" @3 g
* W" F' Y# x" A/ @$ K引脚分布
9 a! s) i/ `1 e; T" r o2 b7 C( R, [% L8 R1 P4 c) b1 J3 e
引脚描述
* d- m4 q9 d6 S) y8 Z1 J8 Y
: I5 E6 ?6 c9 Y7 ^: _
) b2 s0 D; x3 B典型应用5 J7 U! Z% [) _' l. t
9 r9 U0 r7 w+ V6 [, \9 A$ j7 t( e
* k$ T! [" I: U/ ?, W y4 F
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。& a" [+ [% ]$ y( f
1 a0 q* }# n( p, a; U& Z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。, \6 b8 j d2 }$ F
. N8 h# X) Q8 j6 C6 ~- U' v$ g02、样机特性% H" P M! Z4 Z6 M1 F' T5 V- k
1 A2 W4 Y* G" ?1 x! z! F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。+ V1 m4 H4 D4 @% `" x9 z
. g& q- |% M+ N5 ^$ k3 e" ~ q' I2.1、输入特性：2 } o" X2 @! r& o7 t* Z: d
/ z. k/ s/ ^8 r6 e4 o2.2、输出特性：8 T- e4 T+ n4 f
% _+ L; S: e- P' B& `1 {2.3、整机参数：
! M9 R+ @; u" C
0 ^- o! \1 Q8 C) v- k2.4、保护功能测试：
/ [) l+ t: M# ]" f+ E1 v8 C1 o. l+ g
2.5、工作环境：
3 k! K; ~+ k0 k# {% l- ~
& s1 d+ W: x! G' L$ E3 T# S! |* q2.6、测试仪器3 ~" S' {1 v/ b9 M* d' t
$ f! @! h& R$ c- w' K9 @
03、样机结构信息$ I2 m4 Y& y/ |! H
9 d, B! `* M, D1 H# i$ k f# S
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。
0 a! U, J- V6 @7 Z; Q8 k
$ ^. L8 T Z2 Q+ H3.1、电路原理图及PCB 版图：, p+ C% v% L+ y
# Z4 U; `# Z& j5 R _0 Z* N
（1）原理图：; q/ B) h$ L9 Y4 n' e1 L; G
( E, a+ R- K4 Z
（2）PCB 版图：
7 `1 L7 b- G( T2 _# A. x5 c5 l! `5 ?! ^! m! p! B f* n$ H
" |; w1 @) A! @) C
1 j! _- o. w- {' V4 j. |+ J+ Q. [ Z2 D; V! u3 U) t* I3 l) ?* q$ t
3.2、变压器绕制工艺：
+ G$ Z. z* l6 g' _# S P) S& {$ j6 o+ I, G9 @$ b' c/ ~4 f/ ^
1）电路示意图：
3 D) R) |" x$ o( Q* J
) w+ d2 X: P- _$ b5 u（2）规格参数：& ]( B- Q; p" B5 @, _
2 j, {% U0 z% ?3 Y, J1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
$ z' d( {( ^5 x2）材质：TDK PC40 或同等材质；
6 q f( I$ a2 H3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线" t% {# s& d! m5 p
4）次级: 三层绝缘线
l6 C0 ?4 w! r" h r5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
! I1 a# p, p. c6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；3 i( x- M) V) r; S, l% h
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）)/ T) t7 J% H/ z% \. v
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min; B6 d. ~! Q7 }9 H0 A" p
9）成品要求:浸凡立水
: r! i9 N# Y$ \& F
# F9 g$ C7 T' _6 ?(3)、变压器参数：4 X$ ]+ m5 _' m( o& G: m7 k/ p
: y; [4 E3 z* O' W1 }- @8 r0 b O) z4 E* n/ X2 R
（4）、变压器结构图：6 ]% C2 ]7 G0 M0 X2 Z5 y1 l- C
3.3、元器件清单：( i( I% {# @5 Q
- s: r% \5 C8 Y# q) R$ G8 g# n
- y, T* N; }( m. e4 t04、性能测评
, C0 s. D* i a6 t$ A
* D7 m/ M9 Y3 d1 E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。
3 | Z5 F+ m& W
& P) P1 X; V2 Q- j4.1、输入特性：
) P; F1 y9 `. T4 l( ~4 B% g. p% D, u5 \" O
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。
* |7 T9 I+ V, [' D" Y/ ?" x8 d# Q# a; }; ?9 Z
表1 、无负载待机功耗(无假负载):8 d( t3 v. y0 h, p, z* _: P
9 E) e6 N! r1 C6 l0 ?$ z7 n
4 R1 p/ e- @& d1 e% W1 V, k表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性% I# ]5 z3 r- d" R% S% G
( z- Z. e* a, s+ Z( b, S/ W! g3 j; E$ [: { L
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
; V; s' P; p. x; y. ^) l
/ P. r' |; f5 i2 m' x' v: C
& |- l6 |0 X5 B ?3 V: m表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
' j2 L! A2 V/ v* l6 j6 {. j
, M9 U: f4 C) i# g) v4.2、输出特性：4 ~. G% x7 l1 g' K9 @
& y' W0 N6 d* {) m" J注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；8 A3 H3 U$ w' x
/ B$ b+ c# n. O H
4.2.1、线性调整率和负载调整率：" v& m2 j4 s4 m5 V
. ^) b" y2 U; d3 I# c! U, Z
表4 线性调整率和负载调整率:
# z) ]2 M) a+ ^" q# V+ g% f4.2.2、输出电压纹波：
& q4 G V$ o8 y6 A ~5 K% b$ m$ x3 b V2 o9 ^
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。9 \+ i! y: I/ v% k
; p9 O) H( |4 B6 i( @表5 电压纹波测试/ `+ Z6 x# _( `( H7 u9 f) S6 F0 I
" u0 p7 m0 T) m6 U: ^3 }纹波噪声波形图：0 f1 \7 k3 d2 G7 P
" x. B) L! z. u4 A1 I
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
/ |; r. g1 k: }2 {/ m0 a- Z( uFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load i) m( W0 J" L5 o$ ]( ~
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load , D' R& F6 X$ @# _" o+ j4 _* x! B0 n
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
, V- i% `2 _, B/ B4.3、保护功能：
3 R% b, z' V8 I* P6 N7 l1 d, U1 k2 q) K9 ]7 X
以下涉及过流保护、短路保护的测试。7 f' x- u) g& @5 D4 O: L1 v
) f, _( K7 q. y2 ~0 w4.3.1、过流保护：- z- r$ w3 z# W, j6 n; ^& P$ O+ q
5 y+ J% S) b# K4 ?6 @# i
5 [6 z- J. |* Q4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
* }7 n0 Z* b: v8 X# z; \7 ~7 ?8 |, Z7 i/ l. t
05、其它重要波形测试
: X1 W+ N4 w0 X9 G- V6 d- m3 M% G
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：# ]: I$ a5 W- w( s& R- c/ I. x
% I. s0 @$ B4 |# v
AC90/60Hz，100% Load * n& [4 f4 t4 A8 K" T
AC115/60Hz，100% load
' w# \% U. W2 U* IAC230/50Hz，100% load 6 ]4 T# x9 G4 B5 C. G/ H7 H6 o1 }
AC264/50Hz，100% load ) N6 y, n/ V8 T4 c/ c& D; p
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S 6 I% q! |8 S: A, r+ |5 v6 s
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
* I+ a4 Z) g$ ~; q06、EMI 评估测试" d: k1 g1 Z4 W' p" I- k9 a' |
3 B& N4 P& l- @9 J# |1 s# {% t' G6 i测试条件：
8 n8 I4 R: {# K0 M/ I. Y" q4 D$ c/ y% P: n, ^% p p# x0 X
输入：230VAC50Hz；* v! X7 i' ?. ^! F. ]6 b$ G
输出电流：2.1A；# g! \: }! Q2 q: H- I5 Z0 w( p
负载类型：电阻；: ?0 O: w! m$ ]7 ?4 G5 o H7 R2 r1 b( A
限值标准参考：EN55013、EN55022B! t- c8 F/ I) e: c
# V9 v8 c# I+ [$ D& q9 q8 G传导L 线测试PK+AV 1 t( i% H- y0 p G" j5 ]
传导N 线测试PK+AV - y! J( ?' k: d2 a& \# |
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