本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-1-5 11:11 编辑
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文章概述
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0 x+ t( C. s6 e2 _: w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。
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8 |4 }$ K) A4 @5 v4 ^3 @: A6 j" Y. e& T9 Q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。& X3 E) {) x% G5 a4 _4 b
' }+ z+ S% ~" g1 ~/ q$ t- H- S+ w
1、样机介绍 W4 o& k" S: {
7 `6 T4 J# N2 D0 m5 S; G/ ]
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 ' b; N7 ?7 Y4 I( T' U3 l8 j
CR5244 芯片
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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
& ?; h8 a* |9 g# B
& s4 f8 j+ I6 V, m6 }, t● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关;
V! s) \, h# J● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;) {2 P* `7 ~( W; P6 r
● 65kHz 开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性;
& O8 F& C7 N' p1 r3 S3 i3 K● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW;
5 m0 N4 s; ^) n9 i+ K* `( Z● 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”
n; P. _+ F2 N● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;
) c- J: `" A' x. [! B● 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。
7 s/ [) L, U. Q6 a* ?
' t: K$ u" ?8 q% i基本应用: S+ M! u+ s# B8 W. K
% h* l3 c: M' y& ?8 T5 W● 电源适配器
/ L% ^: _ L7 }
9 w$ H9 B( B* H7 f* Z/ a● 开放式电源. X- A- |" q0 u
6 H8 \" O% A) b2 Q. D$ @' |● 数码相机和摄像机电源
' G, j( x- {9 f, g+ H# @8 k8 S0 Q/ M& H% i4 r# {! z) n
● 电脑和服务器辅助电源5 Q7 K* e; _. Q- |
" {1 y5 T. X1 p7 f# t; w● 机顶盒电源
3 z6 h7 _0 j% Z3 N; m2 S, Q& |6 d' L7 y9 C, u) {
● 掌上电脑电源( _, O8 b) {1 _/ ?9 z) Q9 a
+ d( _5 z: v- k9 B$ k0 l$ @* `
引脚分布3 I/ S* E* [% [3 O6 s, J8 t; N
2 I. p% \5 z# x5 o8 w
2 g. H9 G+ W$ y, y
引脚描述
0 ~& T8 B5 D6 P
9 c$ J% }9 x9 u/ D
7 U. l5 E2 w9 u- J5 L典型应用' p: T% t! @0 E3 R
* s* A2 J6 I' ?, J2 f p9 ]
# M7 I7 A& k' ^/ T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) \7 W& r% D0 l: T9 @% E
T- C. Y3 S- Q* ^) K( T/ 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。2 A7 c! {4 K! _& u* F
5 w! A/ x3 n1 k
2.1、输入特性:
* n: T7 I1 h6 ?
! u; @, T, s8 H7 k) `0 ?2.2、输出特性:
' F7 ~, p) Y, ~% U8 c5 L& P# V# L0 D" {2 q% j: l* ]# S
2.3、整机参数:
+ \" S& o! S5 x/ m- b! X8 ?+ a# T E4 `* r1 Y7 c0 I
2.4、保护功能测试:
/ W1 S1 {# d d v- `% f+ q- q# k0 l' q8 f% _
2.5、工作环境:
4 D/ \) _# M2 a4 k
. C( W5 R; I$ }" h, }: u2.6、测试仪器
6 G# l1 o D4 q8 T1 G; m
( G/ Y$ j" D- J( x3、样机结构信息: J0 `1 u. |! c" T
" p; k; [/ f. n0 N- h5 A$ ~! ~! E
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。: V& X0 g6 W6 ^/ x; S L
2 W0 q) R9 x8 h( p9 ?: w3.1、电路原理图及PCB 版图:5 R! ]4 _' R/ _& \1 s1 [
$ F5 V; H% I$ P9 t e) R( j. X. a$ A6 w
(1)原理图:
; N8 O% P4 t5 d H) W1 m(2)PCB 版图:% _8 Q1 R- G/ [2 n- \
/ b# ]: V" l% Z7 r1 n9 Z/ a4 u
2 I6 G; P/ l" `' A- w7 L9 C a. K
* Y. U9 g& {# b/ v
: \* o+ n8 ~' G& G3.2、变压器绕制工艺:2 @' X# ]1 s8 S' ~
' ~& f' |- l: {: }' H' d
(1)电路示意图:
, D; I. _) `0 b2 }
+ a- O% p/ h6 u) t
5 l! I8 r( q( B, v8 d; C(2)规格参数:
! G2 w* n: x6 }! x8 A
) z* O+ U# V( [% f9 v6 X% N7 Y5 X P1)骨架:EF20 卧式(10PIN),Ae=33.5mm²;
" g+ T/ ~. p- @6 T- ~, Y, T8 e: o2)材质:TDK PC40 或同等材质;3 p7 s: o; ^+ O+ R4 {* ^
3)初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
% |1 _' O0 O- {( w& t5 {) L) y0 p4)次级: 三层绝缘线
5 W" [& C# m8 P5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质
2 N1 P* G1 y, p/ k4 \/ @ p, y) @6)初级绕组感量Lp:3mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);
) `' q) |) M# w9 o0 A6 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))/ _" c. C2 C1 l4 U
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min
1 f% y' ]+ D+ |/ V9 L: j/ w( w9)成品要求:浸凡立水 ?2 k3 U& ?9 F }7 G, z
6 R1 U& t/ h* M/ c; ]
(3)变压器参数:/ J, `, B7 f# B* x7 @. q- q# B
( E" `2 f; K/ e(4)变压器结构图:
- X- N3 V( Z8 d. Q$ l9 I$ T$ K! S
; T$ g; J4 o7 U+ z% G6 j
' F1 Y" e' E# W- j: w3.3、元器件清单:5 }( F1 y6 W/ R5 m( j# N, c. p
- @8 t& f6 i4 e4、性能测评6 I8 m$ l% g- I4 D
$ C2 q+ |% M% S0 Y# J2 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。* A8 p, x( u8 s( _( v+ E
7 w8 }' [3 @, P( ^: U1 h4.1、输入特性:
8 T, w6 s2 K& s2 a" ~" @' B: o% Q0 ^5 c, S" Y
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。8 E; [7 t! P- M! p P
* a: X% O1 h5 l0 R- _( [; T8 R5 R表1 、无负载待机功耗(无假负载):" R, Y0 [; ]1 M# x5 R
. V5 s+ k O; a4 x3 N' `+ B( e表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
% P' {# |' |( u) h& Y3 ^, V
P3 V6 A6 b. S: k表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:
- O/ e, b# @6 R1 D9 [; }3 _7 X* r& Z: l8 [. n$ D
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
* R5 ^9 g. H! W _. M7 O& O) d' q% r" a& O: v
4.2、输出特性:
% @& T, R: M% R, l+ ~: Q! p8 K. z% {- `2 [' E" Z8 N
注:以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试;
& I# ]7 q( `5 [' G, _& }4 o% Q6 R
4.1.2 线性调整率和负载调整率:1 U% @" Y- e5 d- g2 a
- E5 ]! N6 X" p表4 线性调整率和负载调整率:" _0 c d5 V6 q# ~( ]8 W( ^
8 u4 M) ^$ E) T" m+ N4 k
4.2.2、输出电压纹波:
' Y& ?* h6 T- N4 W' K1 s% z# t5 x' G4 s3 O
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。; ~ ]4 q5 m! r
$ j4 r" M4 _- K& J" E表5 电压纹波测试3 g% y4 q Y# ?/ g1 n
9 y0 P6 e& L, c; c9 C* E
纹波噪声波形图:
9 @+ c% Y# O) g9 O! N+ a
2 B9 E6 Z ]6 i& e4 ~* fFig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
" g2 Q1 } ~9 ^Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load 4 O& M( {1 _. P/ Q
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load + S$ }) p; l3 T" s
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
3 ?# Z0 ]0 ^4 |1 @4.3、保护功能:$ F K# m4 y! D
8 g2 x, b" J! ~. l* x; f
以下涉及过流保护、短路保护的测试。- {4 [! F6 j! {7 K% C5 [6 Y
: m5 J# H- X, K) w; Y1 P
4.3.1 过流保护:
$ ^* ~% l- C5 c( d i7 ~9 X1 ~; Y) R/ z H) @4 o
4.3.2 短路保护:功率计限流电流为2.5A) j& \8 ?% d( v0 p7 R
1 y! w8 g0 _+ B2 S! ^# u9 D5、其它重要波形测试
) \2 Q& j' r6 L, Y4 u1 W) ?$ W! Q o+ t0 p
DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:! @" G8 S- [$ K, O6 |. @
AC90/60Hz,100% Load
: B" g" [" [* rAC115/60Hz,100% load
. f/ X& E X) O) C1 wAC230/50Hz,100% load
3 T1 |7 U3 v/ l& OAC264/50Hz,100% load ' t( _2 s% l2 C$ ~; Z( ^' l
AC115/60Hz,100%load 启动时间=2.4S
' F' }0 d9 b( {& j4 @2 QAC264/50Hz,100%load 启动时间=980mS ( L# A8 V7 ~% M) S7 l, l
6、EMI 评估测试
, v4 o8 H \% F I
' X+ g# I0 |* t4 U1 D测试条件:
% W& F- a) E2 X1 E2 m
! H v2 n! U- D( b8 F输入:230VAC 50Hz ;, Y4 F$ r7 T1 Z9 t) f: a8 o
输出电流:1A ;
% _0 g* B# Y0 t+ F9 h负载类型:电阻;# y. m; q; [% `5 s+ e
限值标准参考:EN55013、EN55022B。
4 c5 l, V$ w" t; {4 r! F K3 f5 f" Y% K! L: L) h8 y- `/ u6 Y9 z: Z" P/ w5 ~
传导L 线测试PK+AV
- a9 I7 C" e( @1 |传导N 线测试PK+AV
9 G* r5 J8 _5 |辐射测试PK+AV
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