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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 : Q" o/ \  a% {  N6 n  d  n6 _
: n" z* e' n/ c0 [9 h
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!
/ \) r: W1 ^$ \- _9 W2 ^# n
) f% f  H  a4 \9 p, E$ u, {1 H01、样机介绍
: A0 s) b/ y- O5 k( R7 u: o! z' D. T0 v1 u* {  @4 {8 ?
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。* e) |% l% v& W, a

' ]- d3 V& H- K0 z8 [/ v! ~# Z7 j
CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

5 h, U$ E/ S' e! \& A: vCR5244芯片
: Z9 t/ t1 X! ^" u
5 `8 j' b  ^8 s
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。2 E; c& A4 X  @( t
- D4 @2 y# K  @! T0 x3 m
特性! p1 d4 _, j' P4 a8 n' @2 R  k

/ r* p9 S8 V4 ]' |# i● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关;
2 a4 W% O/ \. t5 z% |9 c
' a( [! Z+ F# j0 |● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
* W: y' S: g7 {1 e0 U, K# E& ]; U* C: I
● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性; 5 }9 z% ^/ j% M. [5 d& Z5 B
4 }- ~& k$ X  x5 P4 h
● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW; 2 f4 H: E% K3 h  y% s

9 N! }0 c6 L( y' V9 U" K+ r( s6 v● 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”
' X5 Q+ Q9 ?7 P2 \8 d& h* {& q' @  C8 e: b4 `! r: O" _
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;$ K; ^  P- f9 u
. ~7 T# B( w' M. Z( H
● 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。
9 E% q. z0 y8 y& ^" O4 G, y2 [, u7 P0 V- g$ M9 ~# n
基本应用" h" T; z/ v7 r: f  A$ T# Y
/ G' v" m1 I# g' S/ w; m* a
● 电源适配器# g3 L) Y2 O/ b1 [/ b7 Q7 P

0 m8 v6 H7 E/ V: l7 k0 d( [2 a● 开放式电源
$ W9 [& j. j6 s5 U0 H: k- @" H% i  N$ k
● 数码相机和摄像机电源
/ i1 |: H0 ^1 X# }, O
' w( {1 L* f3 B3 K" _4 c& y0 F● 电脑和服务器辅助电源
! j2 i; o5 u9 m8 F& v  R( ^/ I: q! B, H% p5 _: D0 u% F% M
● 机顶盒电源5 z4 U; O% C3 d
# X. |$ v, z3 _$ X
● 掌上电脑电源
- G7 C6 z% w4 u* J' |+ I( h4 e6 v; E7 |# [  L9 l# p/ ~2 _$ s
引脚分布
+ e" e; X( W( v' j$ F2 X( J9 d8 a$ `* O/ j
! U( F' U: H: h  g% Q* z; B
引脚描述
8 H$ v$ N; l* |% X- l# n9 a2 U8 s9 _1 z# @  }9 ~

" v& P, x; e. [7 S3 b典型应用
4 ]. r2 G* B. T& G5 V0 C+ n* |* N8 u; C$ ]) D* R
4 d2 p8 F1 v3 ?( U
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。* `+ s' X( Y# v! v( ~

2 m% F0 Z5 P( N: P  y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。2 X: T! x1 @9 W! d1 W
) k# u) @$ }1 P; {1 c' W
02、样机特性
" d4 [. v1 g9 w5 {4 ]+ W) y- N; ?4 I4 X! I% 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。
5 t7 t& K2 c9 W$ f- ~
6 A, M- ]0 n" A' L/ P" [3 r- d( F( j% T2.1、输入特性. H/ o4 B0 y0 @( w) O% W

# o3 L( k; V. c1 G2 o  m1 s/ b2 s7 s5 o9 p# q3 |& j
2.2、输出特性:5 J7 `1 ?7 L( F

3 D- v" Y7 Y% D! p6 d2.3、整机参数:
' ^, T# H- x, s
: Z2 E. j2 d- i/ d
2.4、保护功能测试:7 o2 ?6 v$ S$ F+ v! J% v5 v, S
' @+ Q/ Z" H, O  a; x3 W  x9 r
2.5、工作环境:  Z) i. ^; J) o
7 G. G5 y  P' M! @) E* I. I
2.6、测试仪器/ V, Q# ]3 r6 f5 A0 |- Y+ x2 n

9 X, W% a- A# Z; v, d+ T1 O% G2 t03、样机结构信息2 x; C( G4 d, V6 t# t! `' v; I

# h8 _6 `1 c) J  c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。
4 h* X  C2 o- I7 w; \  m
: B3 `' R, Y, B3.1、电路原理图及 PCB 版图:6 f6 J  Z1 X( S3 _1 r* S+ l

1 Q5 o* w! @! S(1)原理图:  M1 U' D  L' {6 Y- r
$ v2 r9 A' n8 v
(2)PCB版图" h: {: P& c/ B8 J( Q

1 e2 T, k9 [% ~1 V8 o" D7 S

3 o. h2 W5 h% P0 Q

  J0 g" _$ t4 _  C

  C- ^' `. T: u# z7 u* m0 k3.2、变压器绕制工艺:# z1 C2 X0 Y' z

! y( |7 H! I6 W0 c/ i$ h$ s& |(1)电路示意图:9 u" R/ u( V# ]0 S7 }. G
4 n- u, v" d8 T% N8 E( r' i
- k( T$ N% a. l. ?
(2)规格参数:& @) J. l" E, B
2 W+ n" Y1 H) N( [5 v/ ]! O
1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=33.5mm²;
, J2 K, ]$ E2 J3 e
# d* @+ G/ d: e" w! d2)材质:TDK PC40 或同等材质;
% P2 i4 }1 d( a/ p; b0 `
5 A2 D8 b: T/ k' M1 F) Y0 G3)初级、反馈、屏蔽:2UEW 漆包线
1 ?; z2 [3 d0 ~
2 w# X6 ~. @7 z3 E: l  h6 ]7 W4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质
% o1 v# f9 V9 Y2 ^; s4 x2 b9 I# S
6)初级绕组感量Lp:2.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);
8 {" u8 S) _  [  I, i# Y- f$ s5 \" H. m
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))
* |9 y& L6 {( F8 j2 S
0 k) V8 W9 k4 t6 e. d7 ]8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min
( k6 F+ [! j" i/ ~
. k/ [( o# f* V" `' s9)成品要求:浸凡立水
7 b4 U& }% M' d( j' l/ ]7 Q. b6 X1 @
(3)、变压器参数:: N* u6 G0 J" _9 \4 m2 [( c2 N: f0 R

; x" m" ]2 v- g  ]% @

% Q4 v( F1 z4 x+ e3 w( w(4)变压器结构图
* J; y8 Q( N5 l9 M) G
4 n8 p+ {( j' ]* @, \
3.3、元器件清单:5 E. I; T+ O& q' R, {; h  f% W6 O

. j6 |, s1 s) Q5 l' D+ r6 D/ V

& K8 l0 ^8 U3 I4 _5 R) m4 R04、性能测评
, I# ~* Y: |3 N: Z7 M2 R: u, K# ~. y8 i* S* U5 z2 P
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。
* P4 |+ C0 V, a/ ^( N% z% R. z0 k2 |7 k5 ?" q+ [1 Z  v+ q; ~. [
4.1、输入特性:
, }. p% l. h1 ]8 Z
( K; z0 V; }% t4 T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。
. O$ N- {! E7 E+ \7 R1 r$ i# p0 O3 m: |0 l% w) ~
表1 、无负载待机功耗(无假负载):1 _) A$ ]/ |4 Z4 A

3 r3 A: X  `; l, ^: ]8 l1 A
! K! R) {; p# S
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
4 Q, s3 t, n# L# k8 N; m0 F4 A+ z) R; Y+ X4 _

" o; N9 K+ ]$ n' Y) S; s. F表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:( A! S7 L: b1 H! p

% \+ S) U# j7 j  a! u3 a

" P' E# a; p" Q表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性/ ?! S$ i) P8 X- B% W; l- L9 L7 v
$ f* J% }1 K5 w
9 c0 ?0 W3 J# }* ^
4.2、输出特性:
( t' ~6 ~' j: U) ~% G, S2 g. L( B/ v( k: [5 H8 T9 M
注:以下数据均为板端测试:$ h% h$ r$ A6 D' @3 Y# U. e
* i3 |1 f( y2 |/ K1 [% b9 V- r
4.2.1、线性调整率和负载调整率:4 L9 G- W9 U+ l

( V7 U1 d' A3 G' G" d+ }表4、线性调整率和负载调整率
% L4 k" m8 R% \' g7 o8 t  O+ B9 z. S0 Q7 f

  K, D) N, H* e( }/ R4.2.2、输出电压纹波及噪音:; D, N" F8 V) o6 A6 P
, ]7 a" _7 l0 Y& S' k
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。
! p$ ~* v2 I4 P" V9 s/ O8 ]8 J) S" m; I
表5、电压纹波测试:6 }+ n) g% u6 |0 Q: v# F9 r  N

9 N8 E' z" M7 Q4 U+ ]" n
纹波噪声波形图:
% v, V- ^6 j/ i! u
Fig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% load

+ N4 P  ?0 P- I
Fig2:R&N @ AC90V/60Hz,no load
1 Y8 y# V3 Q, D( h; I4 \2 g
Fig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% load

& |  }, S2 e" l( v/ W- c' g
Fig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load

: a6 c) d& \. @6 ~4 \& Y' E1 u4.3、保护功能:4 U! X2 F- `! l- X0 K
+ q4 C3 i( g. d" P  m
以下涉及过流保护、短路保护的测试。( L2 b6 m" F! a5 Q9 u0 g
+ k4 Z5 ]; {; F0 c2 L+ {1 F
4.3.1、过流保护:
2 X! J& r* j, I% l: z
9 u# Y9 m8 H) }4 `. c

/ H. e7 {5 ?. X: j9 E3 A4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5A) ?: l# B2 J6 z5 F' y' J7 A
+ M! F$ q& H3 ?: _; e  e! L: s* T

7 S% f/ R6 T4 _' \' Y% `: A3 a: [  z05、其它重要波形测试
; Y8 O3 L0 Q8 l0 Q) n8 o
) R: @+ f  k- R2 o/ xDRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:  N" Y# j  u8 S! E& y! [+ E( s
. t& `7 e# V2 R$ V! a! k
AC90/60Hz,100% Load
. P7 m& }: ]+ T: q6 D
AC115/60Hz,100% Load
; G+ E3 c1 }. \3 ?
AC230/50Hz,100% Load

% `5 o/ c/ P2 f
AC264/50Hz,100% Load

$ M+ C0 T6 S5 n4 V2 b& w
AC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4s
+ c4 p: V0 x! ^$ \* i$ ?
AC264/50Hz,100% Load 启动时间=980ms
4 U2 \. s0 @* N( r7 x' x  l

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