本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-1-5 11:11 编辑 6 `' r" v B& w. w* M" W
q' C/ R" J4 X* y, o$ ^8 ]
文章概述
% e% v4 C) h! u- j2 ]/ b: q" L$ a" d7 E! ~1 @$ F
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。
' I- g4 A% b1 @' {! R* D2 X* g' W& j. l5 ~" ]' n7 R; ~. j
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。
% w4 p2 q/ J4 R. G$ L8 o$ g# H4 ~8 E8 k \
1、样机介绍
8 d% e- @% A y, s2 }4 S: [. x& R- E5 e9 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12W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR5244。" ~; }* z7 d; X- g. Z
! F9 w" W: A) C) n9 Z( Y# A2 [4 ^" W' A# k9 Z, s
CR5244_12V1A 工程样机示意图 1 s# [5 {$ E- l: g
CR5244 芯片: C" X" H! X* b$ B) r2 Q6 m
I5 G$ l6 K) |+ y- V! h
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。5 |" s9 E' ~( C1 a+ ]; f
+ }# i- M* f6 k
特性* T. L1 }- K: {; W8 H7 ?/ y
% F2 e* n2 {, J* V7 l; i
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
4 w, T; w) }9 ]* Q0 C● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；- l1 `, d3 ]# a2 d+ p) v
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；& x* V3 ]) `6 Q6 @3 I! m% Q8 b
● 全电压输入范围，待机功耗：< 100mW；
& M% H+ H7 @/ e2 E2 ^6 K● 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”0 d" `0 ?8 a% }# D) E
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；- Y# \1 J1 v6 f
● 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。( c6 J9 p% F- g1 y/ f5 B/ T% P
8 }" e4 [+ a3 z0 n4 u
基本应用$ m% v9 t( C9 T# I; v
8 W8 E! U3 w6 q- {: s$ D( i● 电源适配器# V( w( U% H6 H7 H$ ^: a \% F
D- z2 G- j9 V4 i4 L● 开放式电源
! p5 E/ R# D' Q# j. ~$ f" U* Q6 B
● 数码相机和摄像机电源. J) z7 H t0 r" u
3 s+ q5 ^% y. `- j/ w. ?● 电脑和服务器辅助电源
7 Y8 j/ x0 M9 E9 A' x! k
?( F- U& M8 x) u6 d8 _7 M● 机顶盒电源
, `1 s$ g6 o" ~$ g# [" G, \+ I8 M/ J0 P( g
● 掌上电脑电源
* e* F- e& E" k+ L% t! `5 |1 E4 `+ S7 q, l4 s% F
引脚分布; L9 e* p' q9 a7 g8 w* K9 R6 I/ Z
+ t6 c( A, K2 I( [
) S9 C6 R1 I# [& d" b! d1 ~/ ~* u/ V
引脚描述* M0 |5 k, @0 w- V
2 H7 Q% Q \$ h& e. ]' R
/ t9 E1 v6 O/ A0 |- Q8 ]8 Y典型应用& X. P* p `; A1 x0 [* ^3 c3 o2 B
$ V. ]5 F) y% l
- x7 U9 m! h' t1 m& L4 \) M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。0 Y! ~/ H- g" ?* I
4 ^" V+ p8 \) O t) X. O1 [ l) ]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。
9 [3 Q4 V* j) L* D# y+ I8 w, z- V; x8 |+ o
2、样机特性* j& V7 V. T" I
! R7 j0 z/ s* }1 k# r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% E Z* a+ E7 F& Z V
% u; {. |6 p8 E3 _* g' K2.1、输入特性：5 u A: E0 a& C. G1 k+ @
0 d) n9 ?& b; @- X1 | R2.2、输出特性：; W, R. L+ a8 y9 B: I6 P0 @# a6 v
; ^# K5 x% L9 N1 Y7 K* ]$ u
2.3、整机参数：% f- U. m6 r/ I
6 S2 T. L" G( Y. H* ~
2.4、保护功能测试：
y Q5 ]( \& R4 y1 f1 {
& a/ E7 z$ P, Z7 T5 s2.5、工作环境：
# E# S% ^8 ?" \. I% v8 B6 z. A. F3 P4 i! K$ u
2.6、测试仪器( k6 w9 L) c% u' n2 }, P) B9 V% }
: \6 I- a; K: O7 U1 G8 n- K' o% p3、样机结构信息# n5 d; H) h3 K; F( T
7 I7 M: J; L' d0 U# T' n' q
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。- R+ ~; k" w) p8 p _6 X' e
, U5 Y' e' T6 P: @2 ~1 R
3.1、电路原理图及PCB 版图：
$ t& ^) \, [5 s
& q" l3 _5 x( M% Y9 W0 I- n（1）原理图：* C$ ]+ [0 V5 i A
（2）PCB 版图：
3 C0 m) c/ W- U: G* i: w# u( n3 j' J7 ^/ e, f7 M1 K
3 Y6 ~% H" u; b& d3 l8 l/ Y1 b: P1 ^3 T% U6 y( S7 E" p% z) r* S2 ]
, c- a2 g% [9 k% n; J$ u7 X* i3.2、变压器绕制工艺：+ G# ?( G( z1 z! }$ E, x2 {; P0 P
) h$ M2 r; p% d4 I& F) d" m$ Y
（1）电路示意图：
5 Y& {) W3 ^* l. ~0 H- Z
4 e8 b; A2 r! K, n
' V% w8 I/ r# A8 X* m, _% [2 f（2）规格参数：
: J4 q6 Z8 ?; d6 T' M+ b
! Y1 v8 a- X* S3 K" u1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
% @6 W4 R1 I7 W+ k ~& w2）材质：TDK PC40 或同等材质；! l) Q# n2 n! W; @" R1 ^7 D
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
. @3 `3 S" {/ ^4）次级: 三层绝缘线% R, R( [9 N( m. }
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
$ \; }8 t) _' |0 |0 }6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
% W* g$ M# \4 `. _+ G! i4 z7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)2 i3 Y( X" E' A: [( i" f
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
8 g, O5 s- V( s# u9）成品要求:浸凡立水$ O) l% r9 i/ d" G8 T3 U
6 k* u; y" c1 V/ {1 J( [
（3）变压器参数：" k8 `6 H) m% c" N# |
& r0 v( e2 F: Q1 x* B3 Y: n
（4）变压器结构图：
4 o! s& B# }- ?# C$ h J; d% n
! p8 A2 D0 Q3 ?* q7 X
% u( O0 W# S- g0 p3.3、元器件清单：. Y( ~% L: Z7 O; C( ~/ B2 y
t# s9 ~" R. V9 w ^# k( d
4、性能测评3 D `: o% x$ f4 q0 ?# x1 c
7 l* b6 ~- Y1 @* H' 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。
- r' l/ B+ e0 s3 J* x; W1 P$ M" q9 |9 X
4.1、输入特性：" D4 w' h9 l$ N: {
; J% K; P- |$ Z D5 V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。, `4 h5 m1 ], S! L( J
, X9 r- S' {$ y( [! F
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
3 m+ {, K% O) z$ k& M
3 h9 x2 V0 f% W9 j表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性2 ~2 [ T3 d# Z
. J) a7 n, ~/ \9 j表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:
; r) K7 A! Z! l( g, L) M$ E) E0 u8 V/ ?$ C# p+ E; q
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
! Y* y! X0 x% P- ` d- T' t& \
8 b& y! @& X h6 [& @- c* E4.2、输出特性：+ B3 e$ }$ Y5 E& Z% [0 A% s
/ T Q5 V+ h5 F# ^$ h. q0 G
注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；$ l" U% v! l0 z+ e8 p/ B, D
2 l% O* c6 f" U. {6 T4.1.2 线性调整率和负载调整率：
7 Y4 Q( D% h# } m
( ]: }" j6 i3 @% A/ `- e表4 线性调整率和负载调整率:
( n/ _. @$ |( I4 H8 ]6 y Q
! k) U' I+ U" C, r0 U1 o5 L. Y4.2.2、输出电压纹波： T2 E; H% v: T+ S( G3 R
2 q# q* X4 ~- E' b2 K' C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。7 f+ p0 e* Z9 o* z/ X& D1 z# X
# _+ X* J) R& Z" `# y' T: t- D
表5 电压纹波测试
! Y8 L1 F" Q2 W7 E( h0 d5 |6 n7 {7 [" |. i0 ]* A3 U
纹波噪声波形图：
: f% B9 ]% g. c* I" B) t9 _1 a$ a# n+ C9 G2 `, |
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
% P6 ^1 r: K& h2 J7 EFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
; R& u7 p, v$ d% E# dFig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load / u( D ]2 E; R! P" v. I1 h8 F
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load ' q7 w6 s0 |8 I5 ?
4.3、保护功能：
5 ~) O0 H0 U& v' G. s
7 D4 w4 v' x: {+ v, Y以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4 ^$ Z( X# _* t& L" o
/ _9 x( B2 C7 W6 C% b4.3.1 过流保护：( q0 c: o2 N0 N% A( ^5 g
/ C1 k1 ?3 o' y _: E. i5 I8 ]$ c
4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A
7 [& ]5 z/ P. J/ c$ F' R
- Q% i1 a/ }- a ^5、其它重要波形测试
8 ]- i- w& |0 F1 s
, J9 K, o% R# l }: jDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
7 T! V9 P0 z9 [3 X0 Y sAC90/60Hz，100% Load % o, {9 O F( i9 z
AC115/60Hz，100% load
2 \. \" ^, B- O& L9 I& }AC230/50Hz，100% load
+ x% t( V+ A# {5 ?" L/ ?& B) \. O! FAC264/50Hz，100% load
; ~$ O! c& N- i- B( V* ?AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S , E' ` m6 I7 k" S6 f {
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
9 z3 k0 Z* n9 a* Z \6、EMI 评估测试" g: r! A4 \( \+ }/ I! y- V" X( P
9 ~* g7 R( f, n测试条件：
% f( S# X' k9 f. R+ B$ F3 _7 l% B9 m( {8 c+ R
输入：230VAC 50Hz ；1 R: [7 M( U6 P" O2 O
输出电流：1A ；
- s+ g3 z* K0 T$ L+ _/ ^5 p1 d负载类型：电阻；
! c0 U' ~( W( I6 o- v+ n, e' d/ i: X限值标准参考：EN55013、EN55022B。
/ S4 O6 g6 @. K6 Z9 }1 G6 M# N0 v& k7 V# i- R$ }2 j/ O
传导L 线测试PK+AV
5 u. b0 m1 m1 v7 r' h/ {传导N 线测试PK+AV
& U" H, V8 e7 ~; M' C- e8 D7 m辐射测试PK+AV . {0 o- u5 Y0 B$ G2 y
|
IP卡
狗仔卡
发表于 2023-1-5 11:05:12
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡