本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑
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& k w' M7 S C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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01、样机介绍$ z$ U% ?2 I5 C' ^8 y5 z c) T
/ f Y$ X3 J6 {# {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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4 P& m# f* o# G2 m" \* uCR5241_5V2.1A 工程样机示意图
2 ]# n9 t& b, Y- s9 @9 ]关于CR52417 b! T5 `8 `# ^( {7 T$ V# P
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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。3 n# z/ y6 O% r+ b( r
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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。
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) l# F' i* s' z/ J* {8 J n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。6 [# c" m! \. d: q, k3 h1 P! 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。* U; ?6 C' u) r
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芯片特性
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+ H, O- W, H+ Q) }● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
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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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; n ^. L3 s" s! ?● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；& M% L# W/ H& N3 n! b1 \
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● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；& W0 f: U+ B, v% L5 s
: Z/ { S/ ~ D8 w
● 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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● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；" z& D! c, r" Y5 V- w7 [
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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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! a0 x }- r( o' b基本应用
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● 电源适配器. v4 N6 z+ K& W$ L5 J& U6 y
● 开放式电源
8 z) n; ~/ l3 V# ? `● 数码相机和摄像机电源
, w& ?# r! \8 ?8 I0 C● 电脑和服务器辅助电源
0 z \ N' o) k A# |● 机顶盒电源 Q- D v7 I6 u/ g3 M+ H, s
● 掌上电脑电源5 I! z! O# C! d% w6 v
' r9 z$ ^+ o; r5 D9 l @引脚分布
p3 W1 [2 W3 \" o1 ?. z7 {2 u3 G$ }! F& Y- y# e/ K
引脚描述
% H% P. h/ ?. \" L) ` K$ _% F7 A; X
* X$ T" q2 `! Q% [6 ~2 e典型应用
' n* @3 [, S9 Y# K3 f8 |) b: s4 S, O3 p3 O* c
* ]" Z7 e0 \) H' W/ K2 T
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。, M+ R: x# s4 ?; C7 N( q4 O3 o
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02、样机特性
, I2 h! R( L+ N9 y, t+ E; B' P, \8 N$ h; i
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：- ~+ r6 P- W1 E9 E
4 m9 o" p! V- c e% _# g
2.2、输出特性：
1 b& j2 N2 o9 t/ `$ L1 @
2 U9 E- n5 w- N' X2.3、整机参数：+ k5 |2 u" o4 a1 F% I
4 C, ?7 Q ^+ r' |1 y; _
2.4、保护功能测试：# A" j9 m9 @ W3 z; c. [
/ [- r, ^( W. o8 g' l
2.5、工作环境：
* x) h" i7 w* h: g- B
: e0 ]( R- F. S( X- K" B$ X9 L3 w2.6、测试仪器4 v) \9 x' ^7 B
; T+ z( w: ]# q: F
03、样机结构信息
e& g9 e- P( L# \# U( l k3 O% e4 f7 J
5 n: z* D& 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。. C7 h6 i9 T& l$ ^. r' y
9 j2 k. ?1 L7 v. p0 ]0 q! u3.1、电路原理图及PCB 版图：
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" |) S( S% g3 R J3 W（1）原理图：
! O( T: m# s4 Y
8 }- }" M0 m7 E（2）PCB 版图：! `; o" m' @. K5 L i- e% A* Q
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$ D4 A& Y% U$ C% ^
) q4 k( i' n/ K& _" L
9 m1 O4 v5 q& E5 [; a& M+ U3.2、变压器绕制工艺：
! m. a0 |! g( W! [
% _/ T6 ?, j0 z, T" S( [+ ?$ L% }1）电路示意图：# p# F( y! e$ J# |$ A8 @0 H9 c
2 }: `2 ^ c7 E$ h
（2）规格参数： {$ O" X \7 a6 E4 l" s5 Y
0 i. }+ D7 D/ N1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；) c+ f2 L" a5 o6 ^1 j7 V4 @
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
, g0 K/ Q8 } B, P, j- [3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线) m% z0 o" q }3 Q
4）次级: 三层绝缘线
! u9 r* w8 @2 L1 U, ]* l5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
" r7 ^9 \6 j- P, V! Z: Q6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；$ G2 }7 ]/ E# i$ N/ ^
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）)2 B8 \" S" b1 q4 r# V
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min( B$ Z- F; ]+ s& J2 U& ~+ R( U
9）成品要求:浸凡立水
- h3 ~9 ?6 u2 Y3 O: y7 ]4 l
; Y w$ R+ J; v6 X$ M(3)、变压器参数：
% C$ m6 O E0 @2 \2 S x( O* w; |7 X0 P
+ E5 e \' @- S& F2 O（4）、变压器结构图：
+ m3 N8 G, s0 n; e; g' W* _3.3、元器件清单：
* G1 j3 N* V6 V& b' K! `7 e2 a3 E4 N2 f% L# {
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04、性能测评. U' a2 J/ S8 O$ N0 U
. k8 Z1 [/ ^9 P9 C1 q% P7 t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：" \! y& Q" A, G/ x" V W' ^
. f, d- r: F* Y8 i4 U
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。
0 @' b# Q, F8 J" t) _
/ _& A6 [" B( g% A: @5 u6 G4 W表1 、无负载待机功耗(无假负载):
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3 L: z/ r# J: Z/ Y8 P( Z' v
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
! d- q( i/ U5 x% a, @) P. ?2 T( E6 F9 L |
& a' u/ v) j; ~2 M# t4 |( I
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
' k7 f, e3 [) j6 R8 b& h7 o
: Y( P8 B& a' L1 p
6 z5 M m* s3 j+ }表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
/ l% h( P" o: S9 b X D3 d) I* K$ e) t+ x8 v) _" a
4.2、输出特性：& Y9 o% b: \) o
9 a- N9 @+ I6 Z# @$ ~注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
" [! P3 A) o6 H, w" J7 c+ K, Q: ^9 n1 n/ z# V; B
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
8 h9 M2 S5 T. a4 Q% j1 w
: D' z9 W% C, E4 z( F$ d$ \' [表4 线性调整率和负载调整率:( m- Y; q% H4 G1 [: C) P0 z/ D+ U& w
4.2.2、输出电压纹波：) Q* |" A9 P0 Y i+ ^" ~
* H4 y+ H; g% ~$ z7 s7 Z- {
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。# E% I9 u. h3 ^8 y
8 |# `3 K$ o5 X9 L表5 电压纹波测试
- l% ?/ V/ F' P U/ F2 d/ j: h# P4 K/ v
纹波噪声波形图：, S/ R( X4 P0 X
/ F: D$ D3 m9 j2 r' @1 w: y: gFig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load " l. k* _* [2 N1 d* ^) {
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
' [# ~2 K( a8 N8 c3 R6 ~! P/ d( \7 jFig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load ! |) x$ f/ H$ a6 W; I7 Z. i B
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load $ m9 R$ |3 _' H4 [! T% \
4.3、保护功能：/ E) `0 D7 j* r( Y
" s$ g; I7 a& }; n$ K" @/ U
以下涉及过流保护、短路保护的测试。6 v% n, f% o. H7 [
/ W/ _: p# P5 D% C5 j6 |
4.3.1、过流保护：6 n5 x# t8 H* M# T/ K" L7 J
( v* N4 t, x# t O* J9 v( z' c# ]) m" ~1 S1 M9 Y5 Q, |
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A- \4 I- n h% R/ M. @/ x: A# O
! r* A; S( U8 }" n( i3 i
05、其它重要波形测试! ~( N" E3 ]! L" v
! t) ?' B& h* [$ e1 H& ^9 B
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
2 K2 {, s8 `! T" A3 k( ~0 m# F2 M' t
AC90/60Hz，100% Load " z' ?# \. O# s5 ]* [7 w
AC115/60Hz，100% load
5 c4 y2 J9 M3 @& zAC230/50Hz，100% load 3 c3 f1 z" f3 C4 d' U+ v
AC264/50Hz，100% load
- e1 a- ?5 C- p E7 I0 u i, FAC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S ; U! Q% G$ @* }0 R. t! O8 \
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS ) l- z8 [7 F7 k; e: L
06、EMI 评估测试 d3 M/ y# ]+ z+ A" Q8 X: U% e
5 p; t: ]3 H; J) o! E
测试条件：; g9 @( p6 [$ W: `" r1 e; H- c
+ L% ~* ]) \# \输入：230VAC50Hz；
* x4 H8 m9 R5 Q2 n/ s/ k& T输出电流：2.1A；
n3 }- Q$ F) @/ h负载类型：电阻；" P. j) k4 k" a, b) o' v( ~
限值标准参考：EN55013、EN55022B% x) ]+ O& j( H& @$ M" i# A
) I* D. X9 W8 y' R/ J/ Q
传导L 线测试PK+AV 2 m* t5 B* N; x$ T- ^
传导N 线测试PK+AV
2 ~5 X1 n/ f* j! K6 k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