本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑
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$ w/ f! ` _# F& U6 q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& g% l' e# ^" Z7 w" C' }- B
x- R$ |& M1 B: d: z+ t* O( j7 z01、样机介绍
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# f6 T% j j9 f1 Q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。$ w" R& z, \& [% s
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5 s2 h9 W; T4 |; G( k; qCR5241_5V2.1A 工程样机示意图 4 Q8 [( D. N" w, r8 X7 }
关于CR5241
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0 |2 g% V# H3 t% E" [7 M) aCR5241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。. s7 p j( c8 a% Q) l2 H' e
T( ?( d/ i i z6 qCR5241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。0 L' L$ p4 S3 }# `7 Z5 b: Q
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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" A0 c) f% D, v$ N
0 @! ~$ [$ D( L6 Y$ s" u. I4 K● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；# T: @) ]3 S! \, u( E+ W$ d& X
# K/ J+ Y1 d- t7 J● 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；9 ~1 c; a5 C2 Z
, e6 S3 g: `) N2 r: U& ?& h: Q7 o. K1 M● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
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: _0 \5 F; Q5 ?# s● 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”9 ]9 G8 ?6 y! X& {/ ~$ [
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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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4 P6 v" i: ^. J, K- ?2 {0 F' w+ L基本应用
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● 电源适配器! O9 z3 G" j9 w
● 开放式电源
: l# J- k; w* y+ j K● 数码相机和摄像机电源2 i( [7 R4 S1 F8 E+ z
● 电脑和服务器辅助电源
% y9 e- N: Q4 A/ I/ B8 u2 `● 机顶盒电源
# I, S* | m8 b3 ~● 掌上电脑电源$ Q4 w% N1 m \/ _
. N0 O& z6 q6 F `9 [% L. j1 I$ F引脚分布# a( s2 w9 \+ S7 r& G& {! C- m
7 k/ \1 M. `% W" V, Z# L) J引脚描述
" ]7 Q2 q Y0 w9 e4 ]7 ?8 t" S9 y. W5 t; _; \' R
; o! @! x7 t$ U: V) U) l
典型应用7 ^$ C3 Q+ a+ V7 z( T) o4 W. K
; X! @4 ]. @ ?2 k! O
- F+ K- ?5 c e: `( p( I3 v6 P% s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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! s+ c: s( t* r7 t3 f4 W1 f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。' ~/ r Z: K; X/ Q4 }9 \
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02、样机特性7 x# ?, J& a" c# T* |
9 J# g* T: T. {% `/ D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。 p2 u0 b: n* O% G2 u( `# E% h
; n2 e* O2 H! @; d) D
2.1、输入特性：7 n% Q4 r. ^, g: i
* x7 @5 `' o# J. h% s8 v
2.2、输出特性：
. C% g$ O+ y' X5 r
% W/ Q. V: n( ^* o4 x8 k- q2.3、整机参数：
) L( C6 C8 a% D& m
% W i1 `, H, G* T2.4、保护功能测试：) w X. N# L) x6 v) G. {: a; f
; {3 ?* f* A& k3 g- e4 P# V
2.5、工作环境： b# d7 H: B; ?
: }9 I- E( q# U, [; x- p2.6、测试仪器
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# [# @7 ] o4 C j, J03、样机结构信息
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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。1 Q" D) i0 p* G- y
: a; n' h' N( Z3 b" `( w3.1、电路原理图及PCB 版图：
6 L ^3 l7 i$ W' a. I4 D1 Y; d0 I- J7 T& H" w; T/ O( l
（1）原理图：! d3 n* Q0 w8 B4 k4 |8 ~& s
5 [( @2 l. j& q* J z（2）PCB 版图：6 H r/ N# [7 Z" o4 D" H
# w. o" X7 K3 N8 G! @ V) b) [6 z% l2 Q
- J' k8 l! Z! Z
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3.2、变压器绕制工艺：
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0 q+ [7 i/ i$ t9 u1）电路示意图：6 P2 Q6 h1 k) l' e9 S" }
9 M% F2 R1 r& D$ a& ~: h. L$ v
（2）规格参数：( u0 L' l1 S' _8 Q1 g
1 [; p6 h8 [, S* d9 B* S1 ]) H% P1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；% ~# ^+ V7 I( C X; f" f
2）材质：TDK PC40 或同等材质； |. V2 S' Y! D1 A
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线9 d5 `% H- }2 x! [4 c
4）次级: 三层绝缘线! i* ]; i; Y2 ?4 ?7 Y9 k
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质2 w" s( I. {; v& E4 U* X
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
/ q# Q& z6 b: T6 Y% x9 y% f% x/ i7 y7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)- d- j, K6 c j# x+ i/ z
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
8 k- e8 w# y5 v: Z9）成品要求:浸凡立水
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(3)、变压器参数：
! H+ Z7 ~; W: ^: Y% D) |5 ~2 T+ O. F( g* D
# R3 u7 V \" s; N7 s' a5 n
（4）、变压器结构图：
( J$ |% Y! A( L: g+ {/ J3.3、元器件清单：3 a5 x4 {% h5 V5 ~. F& g7 @
) d5 `9 B) t; C2 u3 }- }( D9 k l7 G$ c# T- h* T7 m
04、性能测评" Z' V1 k* x) P- q
: W$ e2 w5 d: ]7 d9 D# g; y
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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! I% i0 i j8 _& K, Y- d4.1、输入特性：
! V4 L% U" C- J3 W3 t
2 ~6 [0 W9 U4 p- y9 D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。
1 J7 ~. w$ b3 ?) A" s2 g
# b$ a% }, G# [. U% ~0 Z. Y7 I/ z! ^) ~表1 、无负载待机功耗(无假负载):0 H' t" u, v* e' s7 y
/ K$ ?9 W. Q+ b$ {1 C% |2 |4 p0 D( S7 @. C9 u& N) j- o @, c3 q" @
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
) U' T& }/ |) n7 d+ l; `/ H% e3 j
% _5 K- z" d% D6 x( |+ F
/ T% S+ ~8 V- P- R表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:- ~/ q1 A, \. y) G( v! |8 b" J: V
5 W; ? S7 j) B7 v/ j7 G4 N, j3 R
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
+ S9 W! W! [ v$ j. Z- k& [. D% O* \: p
4.2、输出特性：
+ C2 U* A; @1 _% z+ l0 u) C0 Q7 \
& S2 V2 u1 z6 @9 L) A( w- ~注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
6 \! }" v2 x6 D1 A9 ]
9 J% d. m7 n( b. `7 x/ Z T. D4.2.1、线性调整率和负载调整率：" N8 U7 x" S0 M+ W. V! B
: q0 w7 }8 y* l( _, ?$ j Y
表4 线性调整率和负载调整率:0 w% S I' d; ]' x3 w+ V
4.2.2、输出电压纹波：
7 q# z! X$ c+ Y9 \$ U8 }" D& F0 ?% O) u' k* i3 i( m
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。/ N# l0 A, s6 L& q% [
# s/ E' B" ?3 _9 R2 |" D
表5 电压纹波测试5 [2 F0 k! J& ~ h
8 i Z) X' I& n' W纹波噪声波形图：
1 @( c9 g) S8 \4 h y3 R; S2 C% Q+ e8 P; M+ ^( M
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
: Y' N$ r6 C6 P& FFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load w7 [& D/ n, q6 [3 z
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load V; Z: _+ _% [6 m/ K9 a
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
s5 S% T% }, }$ ?( r* `4.3、保护功能：
7 {* e' |6 G* Q4 m' \2 {
' \- ~ U8 u" [) g1 B5 |以下涉及过流保护、短路保护的测试。
9 ~$ w, m7 ?4 G2 |2 K) O3 U" e# c W$ c
4.3.1、过流保护：- T" f0 H* ?# ?" c
* c+ M! G5 }1 m# m/ o4 R
# k* f6 K& c: G' }+ X; [4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
4 q" a/ c1 g1 v/ X2 N! v# ` a
' x' q& [3 D9 F05、其它重要波形测试
$ u) I0 E2 F7 D. z8 G- u; H# R' C0 ~/ F: n( B U2 b
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：% F1 c! `( {0 ]) G9 Z# i+ o! D! k! I
, ^5 d/ @% l$ I* n/ E4 y/ d" k9 \, S
AC90/60Hz，100% Load * n* C/ H9 I- \1 X
AC115/60Hz，100% load ! ~( u/ w0 t+ }7 O$ j
AC230/50Hz，100% load % `4 ~% o3 v1 R2 F
AC264/50Hz，100% load
3 q: a# B v0 dAC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
4 U* O) |) y; j/ y. IAC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
5 o& C z! V" X) N5 B06、EMI 评估测试
' Q4 O: @" H3 h% t8 p. m; j7 u2 x; v( c$ d9 m
测试条件：! ^7 O- K B& w
% o: f. a( ^8 W/ {9 m0 o F
输入：230VAC50Hz；
2 n' _# A+ Q; D9 T0 B- Z: q输出电流：2.1A；
2 m# q" i& x, _: G& y负载类型：电阻；
6 I5 _" `1 \- ]" i4 }0 f& }限值标准参考：EN55013、EN55022B4 j( P; T+ M8 L8 v! s3 ?
( Y6 S& O8 x1 M. G6 `4 a* d7 X1 E7 q- P
传导L 线测试PK+AV $ }9 f8 \$ Y0 ]% G ]
传导N 线测试PK+AV
, E: Q+ F' N( A! c# n( Q; Z$ j4 @辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
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