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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 9 ~3 w4 l! e1 {. V

. D! m& p( @3 l( _& D5 s( u! @+ a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!
) p+ Z8 v$ ?3 N+ K2 W. b! E1 |  i" V% O1 E3 a
01、样机介绍# w. A0 L; Q; m, }1 S

9 P' m$ w6 M" P( m6 h- s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。! s1 d" t4 K; q9 \. C3 U" y8 N! m' C
) _: a6 l+ p. |% w1 U# M: [5 q
CR5244_5V2.4A 工程样机示意图
5 \2 G# k- r! f; W) B
CR5244芯片
7 h0 c$ k  p, J- [. T( h
. |3 [# N. t" Y9 L* e0 C, i
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。8 n% V, ?0 g4 M

4 t& Q3 Z  O/ R) ^5 K: T0 d特性
* P6 y5 T: J# K( h, R
# b. f  }/ d+ Z. R" r. A" r# r● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关;
- C8 ^& P# F4 x, c5 G" L- }
0 n4 A3 m. k3 M2 K● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路; 8 `/ E1 I4 g) C1 K7 V
& P. V1 Z: p5 c0 t
● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性; " y' H( K. F$ E0 _3 E0 _8 A6 B

8 f# Y) B( g/ ~7 @2 Q● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW;
  F4 S' n4 R0 d  }
% G- U4 r( r- z" m" H● 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”$ \3 [: Y" c8 w; U$ a3 r8 ^/ k

4 ?( B/ O* C: ^' {3 P8 q8 e3 U● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;2 Z0 {8 A& T) T
  j# B; m: F; v+ @) v7 f" i3 U
● 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。6 u1 X$ B- f, v- Q! y
0 q0 h) \2 o9 l9 ^( s. b( z, S
基本应用
. e# ~& |. l  O& X; n' q! w% z3 ?5 G
● 电源适配器3 D# k- c' W; }& j

1 o' x! T3 R7 p, I. _$ Q2 B● 开放式电源
4 b. C! |+ W1 D$ B+ r) N6 W' N' w% s+ A
● 数码相机和摄像机电源
( d/ \4 {9 m( L! a9 X8 x7 _$ G" J& c$ r1 X6 t( a
● 电脑和服务器辅助电源! G7 R3 F8 ?- n8 R7 g6 F6 E

0 u3 z/ P  r* w% b- w0 p% u1 [● 机顶盒电源/ {& }6 X% @) j
  C; B- y. u0 {1 \$ ~) W; k+ v+ M# T
● 掌上电脑电源
8 x" r( e, j+ u9 |9 z$ a  W/ E
引脚分布
* |% |. R6 r2 x( }- ?
: t+ X2 f; N4 m2 N) W) M

5 w( [4 D/ `8 e9 c, n引脚描述
4 l- M/ r& u# ^* \/ V9 |
8 [* X1 ^+ `4 m- j/ X! }" F9 A
- h/ K& {( a& B* S- ~
典型应用
; c1 l6 N; f8 P" H
* P% H# Z, c5 c2 E% p) u
6 h* R  w" M. O: U% F$ ]# p4 g. s
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。
2 ]' k0 _3 |) c5 W9 B- f1 Z0 r; t. P% r' m, ~9 M# p1 d: y* O4 h( ^
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。
8 {8 D! g& n! _9 m0 m, _  K8 B& T) y* h: I) G- F
02、样机特性
1 e! Z$ E- g/ F7 k5 j
) [% [9 H, d2 }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。8 {! ?/ J& r* I7 M( P0 h
, a, c9 [( X, p; G% G0 |/ c
2.1、输入特性" {. s2 X* x- f# m

2 l6 c7 Q' C5 Z' u5 \" v
( j, A6 y: t. v7 h& @) r2.2、输出特性:
( B# p% {  x5 h/ u# E3 T1 E

/ v% L$ S$ `9 d' j+ L; F4 b2.3、整机参数:
. o0 T% [4 }: a( @; `$ i/ _( M' e3 u

! i/ W4 f' y; X! W' X) u2.4、保护功能测试:; ^5 E# q; D; F& k% |/ S! y* p, C" s

8 y, G" |; P- g6 W2.5、工作环境:! |: r$ {4 g: S) l

/ k5 @4 ^- u. Q  y2.6、测试仪器
' D- P( H2 h. M5 v/ U4 v% g* {

8 B0 l3 f! K, b# Q- |/ I; Q03、样机结构信息
, `8 n& k2 z* b/ O1 X8 H3 z% l- T& K
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。 2 V( {+ f3 F6 W! v

4 S1 [  v0 N; W/ w3.1、电路原理图及 PCB 版图:
* a0 Z8 M* d& E$ ~) z
9 D2 F$ D) {, Y, j(1)原理图:  q+ \8 h- H; P
  L% y1 ?5 [6 v) m& E
(2)PCB版图; t& Z% l; @: s, T; E# P
7 S9 w9 R" W. E' @

' t9 G% F2 l; L# ^& u# k

$ N  v6 o' q* G

$ {  {+ u" p! S3.2、变压器绕制工艺:8 g9 O, H8 H) N% [2 P- v
1 U, Q0 O0 J, O- }* |
(1)电路示意图:
9 {% y, ~* w5 I& V% W- T+ k8 ^4 m" N4 m0 }# O! v  _+ |
9 {( k* B) @2 }" g8 l
(2)规格参数:
. G) p, z& Z0 M& n
7 t8 V' l% }& C. T8 k' j1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=33.5mm²;0 I  _5 c8 r) ]+ {: P
; k( c; J# o2 C. L- y
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
. X8 x3 t7 z$ q
; U; _/ j! x# e% N! m& y3)初级、反馈、屏蔽:2UEW 漆包线
+ d9 R5 V  S  ]: f" H& O  F$ R: U
4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质2 r( X; p- c% t8 |7 z! y; S) t4 S
" g0 e" N* G! B) O9 C5 o7 Z6 S1 Z
6)初级绕组感量Lp:2.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);+ `: N2 o* X3 H- g0 U
" a1 b7 Q0 b: \/ C
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))1 }( O. Y" M. C& ^8 y; x# a
: g0 S  A7 m; U" L
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min
, ]* B( l7 y( \$ Q" y0 S5 L  o  }; h8 w
9)成品要求:浸凡立水
5 g4 Y, H, Y& e3 u8 ]% f7 m$ M
6 b" B/ {0 p% j0 @) q(3)、变压器参数:
& w& d: [/ c. V* a/ _8 C! `+ k$ w4 P/ l1 j) V7 X

. O( \( l( o4 L; `1 @) j* k( i(4)变压器结构图, V/ {5 O3 f' G5 H

" h- w- d4 q/ @6 l
3.3、元器件清单:
4 I. r9 y7 Y0 p6 V' s: H1 }5 u
5 ?8 ^/ Z1 }1 o4 Y" A* U$ |
8 ^1 M" e1 k6 T2 u
04、性能测评, U1 j4 z! v; Z8 ~
; i% U. G  f  W/ ]0 ?  d- t# r
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。  b# f! a- d) m  {8 j$ {
; S# E% R, A) u) [, n
4.1、输入特性:
/ D9 x7 W! r" i3 x: a; J7 x) ]: l$ o* A0 k/ x
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。
0 f4 ?6 J% \: w7 P
, b: P% \7 x  d表1 、无负载待机功耗(无假负载):" [3 M1 E" `/ n8 W5 Y- \

/ h& ^& Q* J! ~. {

6 I" j4 K$ S# W$ j, I& \! a表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性& J( ]$ V& S. U2 B* ]  u

$ }5 g( |- m- N7 X: c2 n

8 K: a2 p3 q6 H( c表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:
( Z6 w7 S- \3 @1 w+ @3 U2 A4 R( W% l& r
- t! F& n( K) k$ b% H
表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性, t* K% t' B  u

4 t1 L' [7 C5 o( S) D: b. z

: f% Y+ A/ p) F9 Y8 l! a3 {; Y  n4.2、输出特性:* |# Z- J, u0 `( A4 W& }

, F7 _/ g1 K/ c  T$ [% f注:以下数据均为板端测试:
" a9 L  ^6 w3 d8 j$ P# n
2 x/ ^( {% x! X4.2.1、线性调整率和负载调整率:
' M) B. d# d3 f: i2 y; p
) a; z7 p4 Y$ j  ~表4、线性调整率和负载调整率8 k( r& O9 {5 J+ J7 v* r$ m

* ^; b/ X* n7 @9 Z. t9 l6 K

1 ^) B+ b. ?" o% B4.2.2、输出电压纹波及噪音:2 g: v+ ?/ S3 d% ?( w. D% x
4 {& m9 ]3 m, s
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。
& w2 n- W* ?. r, Y  _
9 C: ]! D. o6 T1 c表5、电压纹波测试:" o) @; k( n( J2 M& }  ^
* W4 N2 P3 m& l, g: @
纹波噪声波形图:
0 X' ^( U7 |4 l5 d' m4 O
Fig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% load

! Y9 J4 Y# W. y+ v" v4 v; ^: {' l
Fig2:R&N @ AC90V/60Hz,no load

; i2 H# @0 b! V" Y
Fig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% load

6 k1 Z; y8 Q- ?+ D
Fig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load
* X( E% p. @/ H- x# Y
4.3、保护功能:
5 D) s, Q$ j6 r5 j0 _0 G0 }) T8 h. ~/ u* L3 r* {- p1 x/ D
以下涉及过流保护、短路保护的测试。( n5 c9 Z' K8 m$ k$ z
- N4 _' ~8 z4 s/ I) m8 g
4.3.1、过流保护:
& Y: _6 n/ u3 c9 A
" b' t- L0 e6 ^5 q) L; ~$ Y  F; a

3 e5 U  H2 M$ `1 X9 o4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5A
( R: E5 U, s4 f5 b+ r! K9 |1 z
( T$ J  p( s  X1 t" T, o

. }, z- {! V* u/ l2 R05、其它重要波形测试
  j% k5 G* U- J8 p
1 R4 m- @6 v: R5 h& ^DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:
  t) T5 c4 ]$ d% f0 u: p8 s: f6 t. }
AC90/60Hz,100% Load
5 B( x- l$ Z3 |: r$ E- z
AC115/60Hz,100% Load

4 I3 u" s7 N% J9 |
AC230/50Hz,100% Load
9 l9 V2 D' ~0 f3 |9 k
AC264/50Hz,100% Load

% B% v% R+ u8 C1 D
AC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4s
! q9 U! ~6 ]3 ~! k7 I
AC264/50Hz,100% Load 启动时间=980ms

: Y0 v# f. u+ a) k6 M  N6 k

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