本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑
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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。 N: h" Q5 ]$ J
) f8 K" j. q; d( n7 u4 Y
01、样机介绍
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6 O( J+ _$ Z1 i8 P8 |* U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。
+ ]4 n+ E. u) O) \+ Q+ Z
7 H4 P$ h. d9 H) I3 o! k6 B' j
& s! }0 h: i0 C! |: _CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
/ d6 f/ Y/ k t2 n关于CR5241
1 V5 H R, T+ w; D0 u
; m7 j1 T0 X6 {$ ECR5241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。; O2 {# s# K+ O1 J
/ p- t7 q' u& a' n4 J# gCR5241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。
9 V5 ]' Y& u% i
; Q( }5 I* d0 \. Z `* k: L; u& A! k9 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。
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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
; C, U% J2 X& n8 C1 T$ V" m5 V* X- ^" ~3 j7 N/ ^9 |/ ]: Z# Z5 X0 q
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；0 `0 e3 X5 B- A' f
5 v/ I* D' a0 G" d l* U● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；) }8 L/ Q, c9 x6 F- B% f. f( s& i7 ^
' q0 D$ P% x$ n( \! s" e
● 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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● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
/ x3 R* G9 H7 a( \. C! b7 {7 D
8 `/ G i' l7 l7 ^- x● 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”; W; f& i, K" _% S" T6 R) s
m% i! z! i: R8 b& g! ^
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
3 T; F Z+ H0 C" w% W* W
1 V, L% r7 f8 I) r( _2 ?● 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。4 P/ U# `. R7 C3 { M+ r z
! {4 S' z# {* J, T/ e2 i+ t% ]基本应用! Z" b. i* J3 k8 A, G+ n! g! \
4 [5 {1 u" S/ H1 q2 p' I& @$ r● 电源适配器
! a( v+ F5 s5 l+ I% e. l7 w● 开放式电源# N+ ]) A# O* _3 v7 w
● 数码相机和摄像机电源 k% l% U n' ]7 S2 C( q
● 电脑和服务器辅助电源4 i- Q+ @) x. q: S7 z
● 机顶盒电源
/ g, D3 _- D5 h4 U$ N+ I* ]● 掌上电脑电源
6 W. G+ F T& }+ T1 W7 J& v1 k# a* a5 j, `
引脚分布
6 v: C; |( X3 b/ ~% e8 w/ ~6 o! ]6 m
引脚描述5 P: E- J; n2 u& J' c5 A" l+ n% z
* V; A- E8 j3 S1 X4 A+ f( G
9 H% T( W' Z+ v" }典型应用" s& |. q: [' p# A! h9 ~, ^
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2 p0 I5 J# u8 t/ k( Q9 |
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。 i* E& I! I! d& O
' _, A1 K6 S# M# h1 F5 ?* \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
$ w8 c# X; {7 G# l0 p5 G0 _6 O( v& R8 x. Q4 p% U4 j+ ?
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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% y2 e" S! h P0 D% Q4 L2.1、输入特性：
6 H5 E. d. ]8 ~, f8 c% B( K! }3 |5 _& }6 B1 O
2.2、输出特性：
8 W# j$ h l; R9 C
6 v9 L" K5 G+ [& C& J+ ^% t2.3、整机参数：( m8 I6 V3 V; l
2 X( \+ d! u% T1 i! ~4 l8 R9 a
2.4、保护功能测试：
3 V, {& Z( [& @7 D. I# c; J; ~
}. C/ w8 Z# I! e7 R2 y# x' G8 G2.5、工作环境：+ a$ ]8 ]" O T: m
% h0 w! A+ `. k8 d# x7 F2.6、测试仪器
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% j o g, o* y# V$ b& p03、样机结构信息5 L1 G, | e u
$ e% j$ L- V* ]0 r- [* `" y9 R2 g
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。5 i6 c7 G0 H3 X
* I2 L) q0 o# D$ x/ `" L: A* X* i0 T3.1、电路原理图及PCB 版图：
$ _ c" z* T2 {+ ]; u9 ^
0 q2 l% r: h6 y' ^" t+ s（1）原理图：
- {, ]7 X& N& k2 w, e8 F. c& q# W& [6 L4 ?
（2）PCB 版图：
K' q( y/ ^; E# V2 A% s
9 y- W8 l& U' v0 {9 r3 V# C8 |0 \6 D8 i5 }
$ n R; B# _/ T
9 X) y/ ]0 Q4 @/ Q3.2、变压器绕制工艺：
$ i' T4 |3 k1 U$ o6 K* q- I2 j8 v; R- M1 K# e6 x
1）电路示意图：" x4 T/ @& b9 M
1 w8 f9 ^4 Y4 _/ X0 ]（2）规格参数：+ A2 {8 a) }& m7 j1 w
1 B$ x+ j& M& d; @2 o
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；$ N$ n/ S3 z, ^7 Q) D" r' r
2）材质：TDK PC40 或同等材质；' w) \# e: [- u) t0 k- h8 g
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线# B1 n0 Q; n/ t" }
4）次级: 三层绝缘线! _7 Z" F; p6 a) ?
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质1 `* k4 S+ b* s( D9 l0 H+ X
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
' d/ `+ E; @9 q% u7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
9 q. { @* q7 S/ u2 }8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
5 G( Q0 r9 L$ g9）成品要求:浸凡立水% T6 d5 ~; _1 t0 Z. T6 Z1 H, E
3 U( P$ _8 `& Q# D6 m$ N. M) p2 d(3)、变压器参数：4 a [& z% g( O- d) Q: o, C
" N6 H5 X+ Z3 O3 h# _
# J. e, ~9 j6 W' A& t& Z
（4）、变压器结构图：2 F" e' V% p }$ Y+ M; x
3.3、元器件清单：# a4 c% ~, A4 M3 {' g
. \" D" u, }% w2 w
. b) X# B) [1 @, ^" x$ U04、性能测评& }( F9 O1 P& P |3 d. Y
3 A' `6 Q( Y. W7 C5 L$ f6 C( F
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。# A! s2 ^' _: l ^& Y- D* a0 f5 N
, O8 X/ n- J7 t' T
4.1、输入特性：
, l( P4 o: ?4 H; G+ \8 [; z/ A! z% E. s9 S9 A7 w
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。
$ g9 A7 U9 W _. n; [7 v3 P# D$ ?) a5 P9 e1 S6 A! k& p' S
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
$ o8 P7 W" i+ l" S F) E5 j7 X3 \0 q+ }" z' H: `; Q g
( ?. x; J: r4 |; I- F! v6 Y: k
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
: W% R+ l- f! m) G I9 | C: `
" S* h# k) B1 x2 M( e8 w/ ], I( {$ e( ]9 j
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
5 Z/ t5 L; N0 L1 K7 H) i( r4 o/ g. x; x& p3 p$ y- G$ B
- K! G# X' u$ b/ b& |6 Q+ ^9 q" ^0 L表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:* @. p* n# F: X, T- }; q
* s7 R/ r6 }) D4 d) c4.2、输出特性：/ N# D4 M$ C( n# {
- F' f1 z1 ^( X; t. o( u5 @' g- N注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
% n+ ^' V) m$ O" @- [4 _) Q
4 G: E9 V' o4 d1 e, H' `' `4.2.1、线性调整率和负载调整率：
# ]& e5 }2 f! g+ {7 J! v: q3 j4 E L7 X. Y P6 e/ f: |
表4 线性调整率和负载调整率:
+ {, W( d% S* ]6 y, L; B, Q, g4.2.2、输出电压纹波：
n& `! q- n6 O# s# J4 f0 h* R* W( Z# _; B# o+ r
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。
- z# P9 I4 M, u1 w' F" w! g7 V' P- _' _" m" Z. _! M3 ~1 C- g) ~0 R
表5 电压纹波测试$ x( @" ~0 q5 q6 h
, w4 i1 z9 r3 I2 e
纹波噪声波形图：: a9 C" W; b% n8 L
1 C2 k9 j2 h B/ v+ m& iFig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load , m6 @0 z3 c$ c3 O+ Z( q: P1 ^
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
7 {& |- H. S& T- G* PFig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
, m0 U! i5 `8 mFig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
- O7 s& k, M8 R; N! w0 A4.3、保护功能：
5 V0 B- J; }) S# C! q8 A0 F7 O7 k
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
7 k" N; z! u q# n
/ c, w9 C# N- G4.3.1、过流保护：
; _9 {# ?) q6 b* F1 B! x8 `9 G3 ]9 j& }6 s" K) j1 v/ ]9 P
; N' e' ?( B% i8 a+ X, n3 G" |4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
' @! K$ [6 d9 L& Z
3 D) }8 L5 m7 }3 U05、其它重要波形测试 [ a5 Z6 N) \& U
4 \: O$ h$ t: n/ P7 v! | NDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
# g) x- O- U2 U, o/ ` ^; Y/ S
/ Z+ [) {( H5 z8 H0 ?' k# k- TAC90/60Hz，100% Load
: C D4 \! Q+ o/ @; o' t+ u" m7 pAC115/60Hz，100% load
& L. z; K7 ^% k" z) }- v3 rAC230/50Hz，100% load
5 _$ S( v! ^( W4 _% zAC264/50Hz，100% load 5 r, S( z% J8 ~' o: ^; W6 P
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
7 P) ?9 h5 n/ c6 wAC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
R. n: A* z$ v( I4 N9 T1 f06、EMI 评估测试
+ S8 |0 p6 u8 d+ ~3 O( U2 C1 V- h6 ?* V5 K
测试条件：( `- }* E0 B( j
5 R- d7 j# d% A9 o0 v5 E8 G输入：230VAC50Hz；& B) I3 K; s3 Q& I6 |/ m
输出电流：2.1A；$ `/ o3 q9 S! R1 S( [( S# t
负载类型：电阻；
/ ^$ H7 Y$ E q: F" Z- x; U限值标准参考：EN55013、EN55022B* L/ k7 _" C) P* P
0 e# k* P' `: y, Z
传导L 线测试PK+AV
( X7 y. ~8 F0 _. V传导N 线测试PK+AV & W' v, ?, h; z: L
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
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