本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-1-5 11:11 编辑 7 n* Y, u9 o: t% t4 z$ x# }' Y% y
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文章概述3 S& L* C( c# d6 B- A, F
( e* g* C1 l$ v! F5 |本公司主推的CR5244是一款高性能的电流控制型PWM开关,适用于待机功耗<100mW的小功率AC/DC电源适配器、充电器电源,而且它可以完美替代XX2358。
3 K$ J; x/ W) _8 P6 Q' o( I6 E3 D0 l6 y, S; Z) {
本文,我们将介绍基于本公司主推的CR5244_12V1A 电源适配器解决方案。
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+ Z7 ?. H- g* e$ t5 p4 i* v1、样机介绍
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' s/ \" k$ P0 V0 u8 _! v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12W,恒压输出的工程样机,控制IC采用了本公司主推的CR5244。
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CR5244_12V1A 工程样机示意图 9 ]% U# c. `4 {# O' e+ D# I, N
CR5244 芯片7 k# j& F$ D* ~$ r6 H; L C
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CR5244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。CR5244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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特性: V# l/ l3 k- W' W$ s
7 s; X* I1 n! u● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关;
( f& a/ r4 W4 {● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
- D+ x' v* [, d `/ L$ ?● 65kHz 开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性;; W5 N5 r3 n& @# N6 ^7 b
● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW;8 l; f5 g9 f; r% i) B
● 输出接24AWG 1.5 米,四点平均效率:>84.0%,满足“能源之星V2.0-VI 级能效”: E/ \9 {' w' t; G
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;
$ X9 J. H3 D" A● 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。! x" v8 s# u+ [) r( X
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基本应用- K3 ^. h7 z* D9 A
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● 电源适配器
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● 开放式电源4 p. z+ h; I6 q# n' x& D
0 d- G [% a+ ~6 {● 数码相机和摄像机电源# A9 z1 R3 _, h, D$ `% l
9 s4 S; N( `/ r2 p9 F, |● 电脑和服务器辅助电源: U" h" d$ h: x
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● 机顶盒电源
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( B7 Z* H2 E$ ^9 U' _' x● 掌上电脑电源
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引脚分布
% a# X( j, z4 j1 z, c7 \
* {6 d* [; E: M/ i! e4 h @' w/ @1 h% a$ a; t6 J7 b$ a4 P: g% U
引脚描述
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$ u9 S, w( C D$ X# e, H6 Y# V$ o/ `$ b/ J
典型应用
) e. h8 W2 K* b, T: t$ E1 J) f' P/ ^: [. u6 P9 S$ X
# U5 z/ q* S6 G$ u8 @该样机大小65mm×38mm,AC264V输入待机功耗<100mW,平均效率>84.0%,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EF20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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2、样机特性
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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:) D1 \; D; U2 W r) w5 {. t/ |
6 f: Y# S4 `1 [3 l- `2.2、输出特性:
4 L5 ]: w+ V7 O0 @$ N( W/ e' O' r! Y( _ ?$ v: t, Z* o8 |* y
2.3、整机参数:1 ]- d/ I9 {- i, W# O+ N8 U
3 }; {; _1 f" t; f* C- ]% m2.4、保护功能测试:
7 z8 @. S+ D) s- Q1 U0 C9 K! O" |. c; Q6 E0 \& s) n
2.5、工作环境:: ~) \6 G' c: ?" U! t
. i2 f, U+ ]- q, ]" V
2.6、测试仪器+ c a# {& f/ N
9 V+ g0 F2 ~& a9 N( ~1 V1 [' t7 |3、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。
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3.1、电路原理图及PCB 版图:! V' {9 V* _; _& ], R5 I9 G# X
7 k1 W9 T. H3 P6 b1 v% i4 M(1)原理图:8 ?9 f w) K2 `0 k" G9 [
(2)PCB 版图:7 D. I8 ^: R. `5 Q( W. K
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5 ^0 R- w- T7 W4 X& X: d! o, ~* u8 O* e2 B
% I" p' P5 x! b- l0 ]3.2、变压器绕制工艺:
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" l' r/ B5 i% g% R5 O' ?(1)电路示意图:
4 z: t9 h4 ?: a+ j! M% \0 a! q% i% i2 Q) B; n7 E: j$ B$ Y
. P. f& `$ y2 p8 c9 Y# G(2)规格参数:
" }$ k" I! K# q$ ^8 g& @ p6 T
8 G( [( O; {3 X* \! Q: k1 G1)骨架:EF20 卧式(10PIN),Ae=33.5mm²;9 C3 h% `& \9 H: B6 s U7 o8 a$ P
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
$ r# i+ ^, A6 S- H+ _* G3)初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
: A2 O+ ^* g! E6 ^( \1 V4)次级: 三层绝缘线- I5 L% W- T9 J. q- R5 Q7 o
5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质" Z1 z j G+ z: v% k4 u
6)初级绕组感量Lp:3mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);" j2 X6 {9 N7 R, B* e
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))$ Z9 Z7 `6 ^; w1 `7 i3 c _
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min
* n7 f8 L* L. e/ o! n9)成品要求:浸凡立水
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(3)变压器参数:
0 e$ _/ R: \, b* J: A7 f, M: [5 g1 [ @! I+ A3 s* K1 \
(4)变压器结构图:
7 U; o' G/ R/ ?; K! Q+ z8 ?" u6 q6 Y4 z) [% g# e
" v4 k O/ \9 ~0 Z1 I- t
3.3、元器件清单:* _+ l% f3 X% B* ^. Y) L6 m# {4 ~ \
: k( |6 Q$ w3 }/ l0 g4、性能测评& J9 k: v% N& i$ _
, f4 f2 [2 e7 X* W
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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% m4 ?+ g1 {6 c9 E4.1、输入特性:
2 C j$ I) h7 I+ ]7 e0 @ T& r; ?7 n3 l
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。 t5 s7 \3 V8 s3 [/ `! }. b
6 X4 I+ P7 u$ ^+ F! d表1 、无负载待机功耗(无假负载):3 N: a4 x+ A# S9 H& C
0 s5 _- r6 T2 G4 I( f* B3 l表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
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5 u3 C" U }; ?9 f$ ^表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:3 i0 Y0 y% _0 z0 C
, {. d1 t! E/ C9 z; M& }
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:2 e/ j0 }/ \; t5 K, N: \. {
: R) ^/ A0 X9 N' @1 s5 G; V
4.2、输出特性:$ r& h) t7 g7 _7 j$ @+ d8 A; x
$ p2 g; @, g, P- Z: Q6 Q注:以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试;
3 |, L- h, b' A
) V: s6 c9 ]' b: C4.1.2 线性调整率和负载调整率:' }6 z; y* z; V) K) ^1 Q4 O
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表4 线性调整率和负载调整率:
+ l' X+ m9 c2 N9 i* Z5 u, Q9 i' q% U! }" q0 e a
4.2.2、输出电压纹波:; {4 x5 Q3 l! Q* J5 k5 E
% Q/ w# _8 Y' m注:纹波及噪音在24AWG/1.5M 线端测得,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 r; v3 e* }+ p9 M+ K; F o# ]
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表5 电压纹波测试
* w( u! N* r# x( ?! d$ y6 {; ^
; c6 `( _* ^& a# s/ u# J0 |7 ~0 X纹波噪声波形图:
) ]3 C1 ] ]. d0 y4 _6 k+ ^, R" Q) i3 w* q
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
* S7 o$ d& T; e) @- ?) rFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
4 o% H' C: ^" gFig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
0 j' o/ D1 r( i9 F" @. h$ M' dFig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load ' |. U b+ B- n5 u! z
4.3、保护功能:
. P7 D1 C( Y6 j* Q7 ]) P; D
" u. R9 A L8 ?+ I& H7 @以下涉及过流保护、短路保护的测试。1 ~2 x% b/ s+ m8 `% l6 a
2 N* v Z) K* M! ^9 B5 n3 \3 p
4.3.1 过流保护:
L0 U; t# Q+ x: W/ g2 d( Y9 @' T, p. H- J. M& T
4.3.2 短路保护:功率计限流电流为2.5A
* }- b3 T; k- O8 v8 B
! F8 x4 n7 _9 r6 q5、其它重要波形测试
' X% X1 L7 l( a+ `. L9 V P0 i$ g, ?* a Z$ H, N
DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:& ?7 k1 b) ^; u5 t, S3 N$ S
AC90/60Hz,100% Load H- W9 n& ^: P2 i! x& B4 U( w! j9 ~; _
AC115/60Hz,100% load . ?' I; ]# N; H% P
AC230/50Hz,100% load
% P$ j1 ^8 e$ h- k, {& CAC264/50Hz,100% load 5 z5 T( N# h& k9 D
AC115/60Hz,100%load 启动时间=2.4S
1 Y5 d) d; @$ l. e/ s; t0 j- zAC264/50Hz,100%load 启动时间=980mS
- O2 f( H2 a8 J% c3 y" F6、EMI 评估测试
9 s7 l! f, }; _0 ]0 N) [
! w8 G) B0 p* }, \, O4 W: o5 L测试条件:3 R. X( A6 O% g& s
- v$ B5 A$ V, j, }
输入:230VAC 50Hz ;/ b3 p; I' J# q' P* `. U1 o
输出电流:1A ;) h# X" ?9 t* \3 F
负载类型:电阻;
1 |; [4 e8 G8 E限值标准参考:EN55013、EN55022B。; [4 g2 k" m& s
1 l* x+ \3 @! i3 U2 F J/ C
传导L 线测试PK+AV
1 |3 v+ M" [& S0 X1 m1 W% U3 f; _传导N 线测试PK+AV " C: l" Q' ~" w( }
辐射测试PK+AV " Y9 u6 E# d! j# y6 j d3 D
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