本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑 * |" S& o7 ` P! U: m* Z8 L% N1 ^* c/ j
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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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$ Y/ d. o3 o* {6 m) x01、样机介绍8 T1 h4 s# R1 y6 T3 Y. A; S
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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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) j# {( \. w& s1 e; g; j; M% ~CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
& t4 Y' Y: L6 b' j* G关于CR5241* s0 n& q1 k; }9 m2 B
; U5 t: H# a; X, @
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。, q9 M! R6 E2 @: r/ P1 X) b6 ]* I
6 p1 U7 A6 y( g" }9 y& ECR5241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。3 ^0 d3 X2 P: t; t) U& g+ q
" x, p8 j: y: {$ N9 L# u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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& T/ o$ [) X+ i% ]5 x6 s; l: VCR5241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。( h) f$ \. s: w4 {
; z; k/ `( ], ^) K芯片特性( V% _- `6 p" H+ A
" {* ?: [: T. v& u; c( b+ g3 g. D● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；# S+ f! Y; }% ^, Y* e5 `
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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；
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/ T: y# w" F `8 `5 ?/ i! ^5 C● 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”8 K* X( s; }; r! w- |
% o- n3 F- G+ N" j" i5 s8 ]
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；" l5 w7 D4 L5 O# h1 c
4 {' w$ L& I2 V$ E● 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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- F1 r ]; r7 |) f# f基本应用( j% m3 n9 }1 v, D
1 B& g( o0 w6 k8 n( ]● 电源适配器6 C. t+ P" o; n6 o6 p" t. n5 E
● 开放式电源
' K+ A3 M' ^: O# C9 ~8 |4 \: u( z) v! Z● 数码相机和摄像机电源+ j8 L4 p: P3 h" w; W3 N9 N' {
● 电脑和服务器辅助电源/ o, R/ v) Q( i$ m
● 机顶盒电源; [, f" N- ?& `' j# R
● 掌上电脑电源! ]% o; E4 K& F' {% A" T7 j
! p# F: V) |( T* {* w9 C/ Z引脚分布* ~; z6 m7 Z3 x% v& X
+ W# J2 @9 U" D6 a
引脚描述1 N! X# f: z$ [4 i
: i* o+ q# d4 B$ R: ~# P. Q: y
9 k$ I7 D' r' ?. g! `; J) h1 p9 D典型应用
" H$ k! p; n4 |) t8 s9 Y( F& L
4 o( [0 _8 Y' W8 G1 K6 Z! y4 }$ f
; P( z2 t) D3 @/ X3 f6 T4 o* 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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$ U" T2 x" U( H u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。* t- {5 ^. V! y3 H* j8 G
o1 {4 i! z: A) }6 D02、样机特性
2 x7 o" D0 k5 x- j5 k2 ^4 p- }0 R8 w7 u% \, Q( ?8 ~
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。% V. e6 ]; _4 F; P
9 y, l: J5 a( ~4 J6 |- i ?. X
2.1、输入特性：
$ F+ o( W/ v7 {- A' Y/ W ]& W
/ L/ }) _& g, Y* Z0 w$ F, J1 U2.2、输出特性：
% Q% w2 I4 ]' S" F
% I* Z: b( W) ]1 \1 \4 o5 C1 K2.3、整机参数：* L8 d- J# m# M( H' Q) B
. g" ]; s& q% P: c2 g9 g, m1 G2.4、保护功能测试：
5 q6 G4 w- K5 W5 L+ O) \4 z7 b& _" D0 Z0 t
2.5、工作环境：
. U) {8 Q `8 t4 G6 I
% f7 z9 m" X/ x% k2.6、测试仪器+ n; s' I6 h% {0 m, s( J, @
- A6 H$ j$ m" a# ?7 M$ T) a' O7 S9 U03、样机结构信息
2 ]& L* R& S5 s9 G( y3 }
) _% F+ E2 Y/ ~( D$ O8 b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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* X, d* F* @! ]3.1、电路原理图及PCB 版图：
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（1）原理图：
. W' {- G4 h6 E. F, |7 L: z
$ d" d. K0 d- S7 O( S4 K3 J（2）PCB 版图：+ w7 ]: n F5 `6 Z
7 u- h1 s( \' k# A2 L2 [& |/ T
; D8 {* v+ J( m' t+ k
$ Z9 t6 P( k. ~, {
) Z* d# ?3 G0 ~- q8 T9 Z4 w0 z5 X. d# z3.2、变压器绕制工艺：
* z. J! L6 u+ a; z5 n9 M3 I: j! ?% H
4 ^1 J; L Q$ ^1 C4 |5 J# \1）电路示意图：4 K7 m. a$ I3 T
( v! k! l2 `+ h（2）规格参数： }. ^0 a/ ~! u
8 ?) a1 X; d* H6 T
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；2 M1 x+ B, L4 z: A9 `* ]! S( l! J
2）材质：TDK PC40 或同等材质；$ n: X3 a) b! m; [$ x
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线8 F) g2 j- W* z3 o8 x1 p
4）次级: 三层绝缘线
9 i: s) a. f S! G5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质7 l9 p& e' @# a0 W$ J# `
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；5 u6 R% v7 V" t6 x# e9 l
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）)" ?1 a: e2 |& O! B& x; p& n& B- J
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min a5 a3 w! f: _" w. ^/ S
9）成品要求:浸凡立水
( V( G2 [$ X9 _% }! \+ ^( I( c6 q/ m1 \9 B* I
(3)、变压器参数：
2 q0 F& y) D1 K' Y. b7 Y( q1 y
: P& D- \9 y9 h! ^& Q9 B
2 o- J3 O& X2 J0 ?9 B+ ^/ n（4）、变压器结构图：
( S# g* o) c" ?' B7 z) `5 ?3.3、元器件清单：
" g8 S6 K1 y7 e: z6 J0 m; I: T, M7 C1 g0 {; h) N" w/ }7 c
/ }! Z) J% u# X( ~+ u
04、性能测评
" t3 O3 K+ |0 @, A3 O; L
( y3 N! L6 t9 e% a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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3 E0 ?0 b+ C( y! ]7 O+ U9 T( B4.1、输入特性：1 q( ~& p3 I; p4 S, r, I
7 y. [, ?( [; J) ^, E/ P1 ^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。+ v* ?- E. X; p7 U2 E$ P1 N6 y/ o; a
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表1 、无负载待机功耗(无假负载):2 I) x' G" P2 W7 q9 z5 ?
$ f; n* v/ @2 L, d" n% a9 Z( {1 z8 r6 o# A) D3 f
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性1 u" N/ X6 D- L8 x; y
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表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
+ H# `1 T3 V, ]' L. c; D
; I/ O9 ]- ` u r k, L' U: E5 ~& k' [2 c
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
J/ y* h0 K, b& T% y/ @% N
) M7 g, F b( D4.2、输出特性：
9 }& m1 D7 n1 }5 J& S; \5 l8 Z
8 u2 |5 l' _2 J* h2 |8 Y" n# L注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
' q) U* w$ O6 ^/ i* o
) a9 P( N ~6 Z% W1 z# J M4.2.1、线性调整率和负载调整率：
& [0 O8 ?8 [2 \4 V. Z) v8 W8 n# _: G# }
表4 线性调整率和负载调整率:6 o2 q) B' T7 G+ Y9 D
4.2.2、输出电压纹波：
$ r( J+ Y! n0 T* u) `0 {
3 {: i* N' @3 r# D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。! }$ Y/ ~4 L3 D8 T$ {; p( F D
; A3 P% A" v d* w
表5 电压纹波测试
W% L t) {7 H1 L5 u8 U& ?( W/ H, _9 D) u2 J# d% [7 P6 t: m9 u
纹波噪声波形图：
% a3 o* t) s; a8 T1 o3 t! b2 i+ P
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load " S/ f" [, U' ]% {
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load 5 Y( ~7 T5 t6 D! {7 z! Y) q; T6 r9 u2 Z
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
* e+ E4 I% {! p) ?- sFig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load ' c4 X& u( G2 z7 A/ ?; ~
4.3、保护功能：
* S; {% S0 V2 `" ?. |2 I+ H( _& n$ o0 I1 c7 z
以下涉及过流保护、短路保护的测试。7 R( Q# ?, v9 p! X6 ~8 l0 U; ^' n
" `, e# U- k4 h5 s2 U; b5 V+ `
4.3.1、过流保护：2 U! \/ |$ W- |8 @3 Q+ i+ v; ]5 ^; M6 y
; W0 {8 U1 n5 a# j* W9 E
% Z7 o& U0 \; `9 ~' s; U
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
2 Y3 @, I m! A0 k
/ h) w+ j7 Q* k1 r3 |* x( c2 h05、其它重要波形测试
5 L' I. E1 `7 \/ q5 S) t$ m5 o ~- g
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
" ?4 J, U% [3 B X0 c+ s1 e9 K3 \" D( [2 B7 j- e5 Z) k# C) {
AC90/60Hz，100% Load
" j9 y% d, A+ B9 T QAC115/60Hz，100% load
$ W7 B3 H3 M" t/ B& W. F: n2 pAC230/50Hz，100% load
5 d$ S8 U' _: L- r# B) p/ gAC264/50Hz，100% load 1 A2 B) H* d5 l) a! a
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
( p1 M4 E G; }5 O& }AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
7 }4 c+ M) J; O: L4 d, q5 `5 Z( n06、EMI 评估测试: ]3 c9 |. v3 ]: y8 {, O
; C) r/ @ c# q w! H
测试条件：. d! V& Z3 ~& o2 M" n
1 {7 i& [: Y" ?8 v5 ]输入：230VAC50Hz；
8 \& D9 X9 D5 V8 p6 |/ F输出电流：2.1A；
K a4 j0 z3 c2 E" \! T% y% O7 O负载类型：电阻；
) @+ g7 m2 r9 p" A, x4 Y* s# C限值标准参考：EN55013、EN55022B
I! A6 Q5 Q+ H3 f( f. B: T
* v) u$ A8 z2 o传导L 线测试PK+AV , ?" l7 ]% x; i% z( \2 l3 }7 v
传导N 线测试PK+AV
2 [+ Y; B/ @! ]% D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