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小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC~

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发表于 2023-2-2 17:16:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-2-2 17:23 编辑 # {, a0 w+ x8 p+ Y' W1 [

* Z; U0 E, p8 y: P2 P- G9 N- Q在之前的文章中,我们介绍了基于本公司主推的CR5244_12V1A充电器/适配器方案。本文,我们将介绍基于本公司主推的CR5244_5V2.4A小功率充电器/适配器方案,就让小编带着大家了解一下吧!" m( Q. Z- z, m* f

) p+ v. }& U9 A+ [7 H01、样机介绍: i3 S! `/ W- U: e9 a
, D: Z2 |0 f$ ?$ p2 N
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。& m# \3 S2 b, T1 ]- f8 w3 \

/ W! V4 c1 f3 g5 `9 {7 }; {
CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

8 G2 u0 ?# B3 t$ I1 q2 mCR5244芯片; Y( F: K% s! D+ L+ j5 B/ M

3 j7 F' V$ E# H+ F% jCR5244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。
6 ]2 J  r# T" S; K
/ S2 M+ Z$ T( N9 {  j) R3 R) O* t特性
( Z, `% S$ ~8 h+ n' w: ]4 @' \; K4 {0 I
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关; , w! M+ }; F$ Z
+ y) \, `% I* `. p5 n
● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路; 3 z, B7 p+ S, `
1 N) Q  i- x+ F' ]: @: O
● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性;
* `7 B5 f* Y; O5 b# ?9 x8 N9 G; s0 q0 U3 d2 F1 i# }
● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW;
  g/ m. w% B% t2 h  z3 q( T  w9 ]0 X3 B8 ^. _4 ]
● 输出接18AWG 1.5米,四点平均效率:>79.94%,满足“能源之星 V2.0- VI 级能效”( j/ v3 `, ^2 b5 P, y9 ]

  a5 O' K+ Y! L, ^5 S7 i9 D● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;
9 ~9 r( w) Y6 N9 m8 y% g0 G
$ f% P) }( L, 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。
! e9 t8 z6 n( v! c! J/ ]! w: e1 s) R& a/ M
基本应用2 B" |6 n6 S# B& g/ a

! M2 r8 r) A8 @# T; \9 l; p" T3 c● 电源适配器
: @/ v) }6 ]* `6 M
6 b/ J( P+ o1 s( \0 P) h0 {% L● 开放式电源" @( B. P; T, ?% E
! O& A( v8 s' E3 y* e
● 数码相机和摄像机电源" o5 P* Q# w, u& M9 x

) ]0 {" U7 v) }) v● 电脑和服务器辅助电源2 w/ h6 `; X5 H9 f$ Z; M* ~. p9 B3 {

5 F# K& J9 B& p" A* |- g7 n$ \4 X● 机顶盒电源
: z% v2 X  }' b; d
; O9 s( Z8 n& k' b1 |6 x& S: z● 掌上电脑电源% g$ M3 y; n8 M) r+ ?2 n0 l
' o# }" L: }" f1 T' \( O
引脚分布2 t1 l& l1 m3 Z( a* B/ }3 k

: L' e7 h- a4 E& O; t( v  \

) }  N4 ?& \$ `& T* z" \) h引脚描述- |0 V, `, d3 }
7 ~: ?3 i7 A' C+ ^, z: _
, S. P" ]2 Q1 B: [% k: J1 \2 X
典型应用% l9 B! _" Y( b* O; {% `( L

* r9 h; p. p& p3 G) j; C8 a$ M
5 T/ X' n6 x4 T8 `1 T+ q
该样机大小65mm×38mm,AC264V输入待机功耗<100mW,平均效率>79.94%, 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。; W7 ~! B/ T; p) m: u

3 Z  K9 \/ |. F4 N- v' e; ?8 s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。/ i! h  q' w. q: c  N8 P

! G  s; M7 l, q! @: a& y6 u02、样机特性
* g) o" f8 P2 v" {% i& F
6 q% B+ q+ x; `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。5 l0 P; G7 c" e
6 v0 v- }# m! M3 Y8 g. ?! w; J5 k4 G
2.1、输入特性
1 z' H  i, G% d+ [2 y# Y2 D
* t7 w/ f* x6 m( V
+ K% v: G8 w6 z2 v+ S
2.2、输出特性:8 s" [' z7 ^7 g2 H( {
! r7 p, h$ [4 R- X
2.3、整机参数:% H% U# X+ w1 S5 g
+ i# v, c2 h- }+ D+ z4 B' P& u. A
2.4、保护功能测试:
4 J+ l/ L' ?+ `# l  d

7 P' J' |; [: W" N# l) K3 a2.5、工作环境:& l; ?- H& q3 V
6 _) s2 ~, n# d
2.6、测试仪器+ s) @+ @1 |6 x9 l
* y; u, T# O: N
03、样机结构信息
% }6 w" Z6 _: _; R1 I/ c
( g! a5 n0 |+ D* i, j+ {: n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。 ! b! ~+ q& [3 A, V8 ?5 M& C
- M; f' [" _( @
3.1、电路原理图及 PCB 版图:
8 k$ Y6 R5 I( l/ h
* s, J& a& O" O# P3 D- \$ \1 y(1)原理图:
) [& `3 K" s( ~! p% i  L9 \( a5 L5 `) U) @; g
(2)PCB版图
# g* T. c! H. I. C( D( w1 V' [% X, e' g2 C2 P

! g7 v2 d9 y- ^( T" @# r! k4 \( u

" u7 t6 Z! A2 F3 @
, w  K% O, a+ S# Z9 d2 z' @7 B
3.2、变压器绕制工艺:7 E4 |& R/ L% C  ^  [; \2 q1 C  h
0 M% [) H1 {0 [; F: {
(1)电路示意图:" {, m5 [% D+ M( o# i: ~9 Y2 N

; F- n  f+ h8 b8 D$ m
* V) q+ }1 J- G- Z6 y  @, l# t
(2)规格参数:
% t2 A. {0 O* s" m& _$ X
' R2 K% I/ |+ w% B: p( Q1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=33.5mm²;1 I& n  _  \1 {# c9 d: e* T$ |

1 M( D6 o4 B" m* z2)材质:TDK PC40 或同等材质;$ X) {9 G% Z* d7 s8 x# s6 W

5 I9 Z6 _, |" v& W  x8 ^3)初级、反馈、屏蔽:2UEW 漆包线
/ E% D5 o5 M: B3 M5 G
" z: ~% D  i7 j4 n; @4 i  U; @7 d4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质
' I& O: G; b+ N4 X, s! \  _* k& U% a9 z+ [' l8 K* s% ]5 r) e
6)初级绕组感量Lp:2.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);
& g2 C4 l- N6 H, L( f. B4 s, E, p' A2 k
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))6 B9 ^; w& n6 n* M

- {4 W* b6 r' y- G8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min
4 n/ |: h( m9 d3 ^' z) \) X5 B6 S- }: @
9)成品要求:浸凡立水
) h1 q( b. b# u: E4 t& b4 h6 x* Q9 \7 u! @
(3)、变压器参数:( @0 U& C7 D+ M# G. s+ }
$ k6 |/ L) {( i  O1 u: Z" [5 ~
9 a. N& v) T' H7 v& F9 k0 G. H% }
(4)变压器结构图
/ x' c. G4 @/ c2 g+ c$ g9 _" |* _
) r! o% ]8 Z( ^7 w# X
3.3、元器件清单:- N4 A6 s- E" T; e: T

' p' R8 |) v) G% ^; v+ U& D

, b7 n! c8 v. m& w! Q04、性能测评( s+ g$ D9 w: X' M# W$ A3 h
7 x5 n# K8 I/ V: K. C
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。
& B1 d" _7 W4 @! G+ ?
3 ^0 I9 ~( m9 V( N4.1、输入特性:
2 U4 o$ O' A. m* o" I6 }. J
; s9 @( a) d2 F0 Y2 I6 |3 y/ 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。
# p$ e$ B0 `: k9 c0 }, p; y2 X( \7 @* K
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
0 ^( o& K) g% J) k& e
, p& O  ^2 m( l* N9 I. M6 h/ h

$ n& X# g" Z: A- C) x表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
$ c: x# u1 g  ~2 J4 t
1 j. z) P/ r& k% A

7 u' H4 [- c# ^; C% ?6 b* o- X表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:
0 o) F& Q3 b# Y$ n0 s9 o0 D
2 Z! e2 `6 `: L
" v/ `3 x4 H, ?" \9 n' x
表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
8 p2 x6 h  [) K! V4 U1 I% I" C
( B6 p) e7 x9 m& ?1 C

! u/ d& r" L4 Z8 l  p4.2、输出特性:
$ F0 U4 M3 S/ ?2 x9 f+ q0 F9 C  w" X8 h
注:以下数据均为板端测试:
3 m: ~- L1 a$ e$ K0 o
& T, b6 \7 t! p4.2.1、线性调整率和负载调整率:
6 a: F% `! i0 D, j
# l- L0 Z8 K& P表4、线性调整率和负载调整率
$ Q+ h2 t+ w" K. |* T8 U# H8 z) T. i& Q& R$ R# W* ~9 F# m% |

( O% r: K  Q( V- ]4.2.2、输出电压纹波及噪音:/ H: G6 W3 b; s- K( m3 |
- k0 T6 q  \4 C" {
纹波及噪音由直流塞绳端(25AWG/1.5M)测得,此直流塞绳端并联10uF/50V电解电容和0.1uF/50V CBB 电容,示波器带宽限制为 20MHz。! c0 c; a9 ~8 O/ e
) E2 e3 |; S! V9 D; K
表5、电压纹波测试:
" i# ]' {5 @4 h
/ x9 z( V2 A9 o. }
纹波噪声波形图:
5 D( S! [& `2 ]! ]
Fig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% load
% o, S$ H/ B8 g) Y) n6 }4 p
Fig2:R&N @ AC90V/60Hz,no load

5 {* v& ]0 O+ A& x$ p- b* V4 \
Fig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% load
# k% d0 ]  r5 R0 Z6 a
Fig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load

, k1 ]2 y+ o- L' h4.3、保护功能:
8 l, m4 @+ [$ Z$ t0 }" z1 x  ~, g) l2 c
以下涉及过流保护、短路保护的测试。: l# V7 S2 `0 \

8 Z+ |5 O1 q( f0 t2 E' S3 ^6 y4.3.1、过流保护:* C) V$ _# r4 T1 Z' L
4 d! D. {) ^, l) y9 D: x; Z  z

" Z1 i) x6 X8 V$ o# P8 |4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5A
# g, H" |1 ?/ b4 r
& v& ], A* \: s9 n/ z

0 J  R& K8 y$ @; h( ^05、其它重要波形测试
" i: R% B% V8 i
' l* R# a. t- J: G' x+ {DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:: O, T- P5 j' y+ F  m) E' n

7 S  E' F% J8 j, L
AC90/60Hz,100% Load

% y# p) X+ l7 m7 \* O4 A
AC115/60Hz,100% Load

/ w2 X8 T) @/ Y3 M4 {
AC230/50Hz,100% Load

; v2 z# Q' G, B1 L5 `
AC264/50Hz,100% Load
# R7 M& |) C" F% M1 C
AC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4s

5 N' z& e: _5 y
AC264/50Hz,100% Load 启动时间=980ms

5 Q* e% c7 K0 @5 \

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