本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑 $ N+ e @) y- k0 L8 V5 _
5 `- P7 t; w. n( ]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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8 H6 c4 f. N v% o: w9 d* d. }01、样机介绍
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4 q, k9 _% H4 t, F! v6 j5 \- h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。9 V# J) g+ P! a3 N
$ c6 D/ M$ ^6 ?% m
0 Q( C S9 u5 G' j+ _CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 + w) g" K1 h/ x; I
关于CR5241
) O" y: t8 }9 {
! F% r1 m' x3 l" Z, N TCR5241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。8 s# U9 N& }4 e" p* P0 o
0 R { A# y/ t @9 n9 WCR5241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。* A+ n( S7 X( q7 |+ u
+ d# u6 L( a3 c m$ ]- ]1 o- 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。: j# C2 i3 R7 y
& C w2 \/ @ a% h
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。9 I. L, q; r3 Y, O U. u- B
& z ]8 Z1 R" T, B6 q
芯片特性7 U( L/ G7 Y- g8 p) \0 g/ [) @8 F
4 p" H {9 u: u6 ]/ O F+ g● 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；$ c# n; ~7 u$ V; C9 m
2 B. R L4 z' ]2 `1 Q6 K6 h/ @$ d/ I" f2 `● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；% b* q1 A ^1 u; ^) N
. _3 l0 A/ z7 b" @3 L- P. n1 q● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；; k- c- ?' n9 |& U
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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”' A7 i' ?& z: ` }+ J- S
B( J+ N1 [" r8 `/ `; W7 M; P● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
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; [5 m; _: }& g2 |. ~: n0 r● 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。8 a1 Q0 J7 g1 ~ y
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基本应用8 I$ R* [) h9 R2 X
# s; H+ n+ u8 ]2 O! Z+ J) y. [● 电源适配器/ w$ ?& C! v- r4 t& N& A
● 开放式电源. K. F& v( b2 o' A, N3 \/ z
● 数码相机和摄像机电源; d* }) [+ g9 ~* |+ l( ~
● 电脑和服务器辅助电源4 k8 h- G4 B/ Q) e! f7 b
● 机顶盒电源
$ g4 D7 a1 f* S: T0 s" d/ D● 掌上电脑电源
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引脚分布
2 d, W1 [, e- y% C. p' y* Q
! \. E3 N. T0 [- n9 x( r引脚描述3 z8 C! b+ M8 g' K& R: _- D9 f9 |
2 f- }7 J: ~0 i8 d7 e
1 J" h* h- [+ n典型应用
`. K8 C# }0 H! V8 n# ~
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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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6 | Z2 u* n. |. w) U5 k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。
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02、样机特性8 K2 A8 s/ s( P. _3 i
) n, ?+ a: p" h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。 T9 `) a9 s7 l) T+ ]# j* P$ a, _
7 z, f% v7 b) @- q9 }8 t2.1、输入特性：
" ^" ^6 h; u5 A/ U
# t" z& Q0 D2 Q8 q& }0 K2.2、输出特性：
/ @0 J+ f8 E: H3 {% m1 C, X" t& z* q$ O3 m5 m" h
2.3、整机参数：
* k& _7 }* K6 {% U' f$ ]" w" t/ _9 d1 f) @* ~# {7 p4 X
2.4、保护功能测试：
) i4 U, G! W9 l& R) W9 b5 s# H, Z' k# M3 G2 m& l
2.5、工作环境： N' u# A5 F/ S( f$ a v0 Y8 S
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2.6、测试仪器
2 F+ M9 \/ [7 S. n, D5 P/ v: i2 h% R5 |) Q# z. U
03、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。, ^) E0 M$ O( s; P- k) L8 Y
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3.1、电路原理图及PCB 版图：, v! }% S+ p( n0 o! J/ A$ L
9 Z! P) R$ ?/ p8 X& Q（1）原理图：/ B6 A* m: L' z/ R# |8 {9 m2 [
: U$ _, Y ~/ L# @# q- j0 r8 J
（2）PCB 版图：
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" K' J# n0 o& D4 V
: }+ w: E. T8 k# }9 `7 k R% V6 q$ h2 i$ a
3.2、变压器绕制工艺：- ~* ?) {4 X x4 |* e0 P- p
+ l9 q# z3 |8 S, Y( w7 w. @ D! U
1）电路示意图：
0 N: D6 ~ Y, c7 F1 I; J3 {
+ F( a4 k5 x- j; [$ F* ]（2）规格参数：
& G' v6 r' L* i0 H+ [3 G- P
y+ {2 q4 A% U# p1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
' Q6 Q; H8 Q8 l3 `. N8 r2）材质：TDK PC40 或同等材质；1 B- j( ^8 _4 o4 ~& \
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线, d) ^" ~* T4 {) s ^! i1 D
4）次级: 三层绝缘线
& `) i0 r* A( g4 F( F8 B3 [5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质5 t& E" d+ ~ ]2 w7 x9 k
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）； Y# H5 m6 t7 R. o0 s- c
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）)
, x- Q8 t! a4 z A6 @, Z8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min5 F1 w; E! M' b) I; I! Q
9）成品要求:浸凡立水" G+ j3 v' s5 ~* g
, o) a" L. _! q. }/ H8 v9 v! M1 I(3)、变压器参数：( Y( I/ f- R7 G. E
8 I* T. e: T0 `& O
1 M4 X0 ^+ m& [0 J+ z. b1 X% E
（4）、变压器结构图：
/ r; z: L" Z3 U* y" y) @, h4 j9 J3.3、元器件清单：
& x$ w7 E/ o4 y$ T9 r
, O5 }) _" v" Y; M3 A: \) C
L! _/ N6 B( D; j04、性能测评
+ O6 E" f u7 J( S9 q
# d, F8 H/ p. ~# Q& z' e! Z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。
& S! y8 Z/ ^- W5 o) X/ Q* n
' P( k6 _. Q4 d+ _* w" ]4.1、输入特性：
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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。
. S. L: }0 z6 D: Q% E7 i+ |: Q, w4 b! {# l3 \* U& j3 ~
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
# `3 t9 y3 k0 z3 ]
: H C: l9 p& U! z- f/ _6 r% k( \* I
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
! Q/ y, X( A1 R7 Y2 W G
! Y* q) e1 d: v9 Z! [% a) K' V0 m H' S& s8 s
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
y3 m$ F, v# j+ z/ {' ~' d4 b
3 m) ?/ B, u3 _8 F2 C( W# {9 c& @/ L+ D6 A& B6 L
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
, C0 B7 M+ i7 J! R5 ?2 P" V
- t- ^! x$ {* c4.2、输出特性：5 x3 F% ~: }3 G; l9 Y0 @
( h7 y. k4 v& v1 F9 a8 Q; H
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；# D! z. G+ M3 D5 o
7 E& O1 d0 H0 S- B- i0 r. b
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
1 \2 r& R. s' ?) L9 \
# K# i9 e; m+ V; z表4 线性调整率和负载调整率:
: Z1 Y! @$ r# J/ Z4.2.2、输出电压纹波：8 c5 F6 Z3 m% c7 \* {
x* }- P' C2 b( | j6 P
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。3 f) @$ U6 n. q/ {9 t: @
+ B7 y. Y, ?9 B- @' ^9 K表5 电压纹波测试# q2 y& j- f6 |, k) X. Y
) u ^! D9 j' ^$ h
纹波噪声波形图：9 `5 w% r1 g" H; h% l/ e
; [* N, F( t( g6 s0 ~0 G' f8 hFig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
1 L$ C$ t- U' U Z" DFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
- d" s9 e" A4 F4 YFig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 0 N6 {# Y. r/ g. a( b
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load ) O+ H- j6 ?& @3 G. W2 @
4.3、保护功能：- W3 g- j% x+ V& ?! r3 ?
A7 R; a3 j; ?. C- F" o1 a$ e以下涉及过流保护、短路保护的测试。
: P9 q# S( N) M; i# V' y" y. W; l2 _. i# }0 h
4.3.1、过流保护：5 Q* r8 P9 A- P- z R9 T8 F7 A
' p# L. {$ U- a0 n0 U( W. O: r, |/ v% a! G# `2 I& M T9 ?
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
3 d8 a/ F% e0 w' T( a
" \ t L) _7 B, C& x3 N$ w% ]) t05、其它重要波形测试: e) B& U3 h" ]3 k
2 X/ [1 b' K5 Q; n6 p8 J
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：2 m# r+ f% f: b! M! {
$ c7 o! @* |9 ^9 E, B
AC90/60Hz，100% Load
. E5 l: \$ Z/ ^, gAC115/60Hz，100% load / ]/ s7 X/ }, s2 N6 W: Q9 p
AC230/50Hz，100% load ; }2 R0 }0 k$ z# k# m$ w$ z& L
AC264/50Hz，100% load 0 q2 I! f$ v$ U; y. }
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
. I) e0 A+ r3 R: j6 q; JAC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS $ N4 s; S- H1 b0 h, b$ w
06、EMI 评估测试
* t H# @ O; M: ]1 \& T
% X7 e/ [7 Q4 @& v" I测试条件：
8 G3 a2 ~; g' B7 E
& E8 e( _0 c& V* c. c输入：230VAC50Hz；
& C7 o5 l# _2 Q输出电流：2.1A；$ S' g E7 [1 T4 n1 S
负载类型：电阻；
: z* d. S+ t1 J! @: R5 K; n限值标准参考：EN55013、EN55022B0 B2 d; n0 e2 C$ b: a" M
0 H! e& n# Q2 c8 T8 s. d9 i) S" Z传导L 线测试PK+AV 7 @: i* h& q% ~, K" C
传导N 线测试PK+AV
" \# d- \8 j* j辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
提升卡
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沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡