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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 - J! C6 J( f4 J& `1 q7 F
. J2 q& M  I4 E- X4 f$ a$ p. u
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!
$ k' v4 S+ E+ s/ x! ?" y8 \+ i$ F. `" M4 H  i& b" K$ {: n+ G- d' g
01、样机介绍$ P4 H8 D6 K; c" {. M1 j( a
* r4 K5 ^8 ]- e% y% _0 q
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。
$ _: O8 s. G5 V# E
4 B2 N3 c9 W# d% o2 Z
CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

* T" d% ~6 q. Z6 X9 l# ?CR5244芯片! v; A9 T6 R2 U* o; j% M! r

4 s' Z: b! Y' r% K2 ?2 R! e; E* FCR5244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。
, h0 n4 A2 J% Q, |; V  O5 b+ t2 r5 a9 T1 O5 R" F# R
特性- p0 I0 ^6 W9 F$ J0 h0 V9 r) `

& _% n' ~3 {4 N0 b( \● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关; 1 e+ ~3 A( d5 {4 J

) a# |# G, m! U6 [% V3 Q6 i● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
' H. Z3 v0 o  ~- g: p# ?: i4 j9 u5 u$ a" E$ i- y: M: I
● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性;
; i! Q* j$ Z5 }& v6 w! G. O! p3 H, h# |8 o  t
● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW; 4 c' @  a. {' [8 }3 |
1 J- N: v! n4 F9 k2 w5 {# w
● 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”% T4 J% `) D+ @" P6 U
" F3 H* y  ^; h, j
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;( l1 N- f4 J: v5 K( D

6 x# t6 \3 B# N" {. D# l● 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。4 N9 t# i# G2 v/ {* Y; @

3 U  q8 h! H' a2 K0 Z  W. C9 ~基本应用
: A9 ^% ?0 Z, P2 e# ^- n% B7 e. b1 J
, |$ m7 Q7 x# U; u● 电源适配器6 ~! y1 u6 D# W
0 E1 |) G+ P4 Q- I8 v4 D$ w
● 开放式电源4 o5 p* S- O" B, w. a; T9 x0 P

# Z; y6 ~5 N# x' G● 数码相机和摄像机电源
) h4 k, z1 x$ m# I
* |* l6 y7 R( \& {1 @( G● 电脑和服务器辅助电源
) n  D1 m) h! j% L
5 W2 n! l: I; t9 B( D9 [" m● 机顶盒电源+ v6 d2 Q( A1 h; B0 W

# p: ]: N! M, C; @2 j# j5 N● 掌上电脑电源
: d: a0 L% {3 x5 v2 |- W5 x6 i9 \0 `6 }& e4 k  g* A
引脚分布/ Y5 B4 I  K6 d$ _+ O7 c/ i/ v
: I7 K1 d. F+ T

0 a5 s" z9 m& _$ Y引脚描述- H+ h) Y7 L$ q( D

/ T7 a0 O( r, ~- p- C4 K+ Y% n; B

+ ]: L/ b4 W0 D$ U2 E& s典型应用$ f" [3 \7 W/ I, v7 N, L" A9 H

5 l! P; O4 l1 T9 ^* H9 l

5 y$ F2 R; |( [5 g$ z4 n3 c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。
0 x8 A( d/ Y4 x2 a9 L3 I6 k- U4 R5 x2 e/ _  N8 p* X
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 C. d% K" I+ v: I) e( Y  l$ L
+ }' _* L: T* R$ h2 K4 L02、样机特性8 T& O2 b2 y! D- V

9 s1 Z+ ?  q8 Y  _7 q8 H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。
7 O+ W7 [' Y2 C" |! @" h9 Q5 j4 W+ s% T1 Z
2.1、输入特性
7 j) h7 h3 P5 V

6 i* R- h2 O: J* C9 p7 [+ P+ [9 ?; Z; {9 r( E. W! B: ]4 l
2.2、输出特性:
5 V* C6 P2 A( R2 {/ T

. x% \- X) J! H5 r3 _2.3、整机参数:! @- N( T# B6 X4 p/ _

, c& J4 m' ?! E* t: p4 j0 \& O2.4、保护功能测试:! w; `& j% L1 h6 G+ {! D: ~3 r

& p: I9 S* A* J# G5 k- Y6 d2.5、工作环境:* Z! [& o" l- [" d- d5 _$ \. N* K

! j" ?) o" I# R2.6、测试仪器
$ C3 X) b- m  |* S4 O& R

, u7 t& M# d  a% T. m03、样机结构信息
+ p$ ~6 J. l. k$ a: b2 B6 C( g" L2 A; L7 U3 z0 x
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。 " J  R( r! ]& \4 m  @, O% @" t8 u

4 W1 O1 Q6 `: {% u3.1、电路原理图及 PCB 版图:
" n3 X1 U: B6 Y9 T' \+ p
- ], x( D4 Z) C: a2 |8 V2 r(1)原理图:
7 N" C" h" W! p+ d7 i# E# O9 m( ?1 }+ w( a: s
(2)PCB版图: c% X( g& W! `

+ p& t& w" B- N( y) F  F
& M; m7 ^. H  {+ Y% V$ Y% c
* B2 [0 J# o3 c4 I& f( i( _0 L7 E

4 W( @" N9 A$ F+ q) H- f1 P  i3.2、变压器绕制工艺:
9 X' j2 [$ d! p8 O2 A; M, j( L' ~2 \# e/ `8 ?3 p3 `/ X& h
(1)电路示意图:
* q& I( u. N, _" K& Z) t: K* |) f9 N
! q) c) ?# s0 [$ ^8 s. a
(2)规格参数:( P9 c: p4 v$ i: s* S% ~' G

; W+ e# H, @3 a  s$ K8 k1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=33.5mm²;
  c. V" Z  v$ X* A+ P2 {& I/ w6 X! R* Z# f6 u* L8 e0 C; b7 |# H0 I
2)材质:TDK PC40 或同等材质;7 C) ?  Z# W0 y  N: C
8 p3 p) `% a; j4 J
3)初级、反馈、屏蔽:2UEW 漆包线$ `8 \& O! F0 Z! d, q) f2 ~

# M. m# ?9 n7 n/ l; T4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质5 W/ T: `/ `2 O5 k. b2 r' e% b: H
$ t9 g* |6 H/ u; l3 L. H
6)初级绕组感量Lp:2.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);
+ a2 a# m* I9 G5 w6 Z3 r4 A
+ m1 z7 `5 w0 r* j3 ^9 K7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的±5%以内(测试条件:0.25V,10kHz)), U$ F( z% k: X: J6 K4 f7 \
, n8 C1 B$ R1 V7 Z+ k
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min3 q% v0 s5 X7 m. D: U! P
, q& x, u) J- @5 k& G1 A3 _7 i$ L
9)成品要求:浸凡立水
2 ^! V5 p: a0 q3 k; H9 W4 H% V& k. S: I% ?8 K+ j1 B7 }
(3)、变压器参数:
2 H( v2 \- ~  B2 d* K# j1 E" @
6 a2 T: m% o9 S7 C
4 [8 w# A/ T1 \0 T$ J
(4)变压器结构图1 A2 k& x: t5 N- A& @2 H3 @
) c9 E9 C. Z6 G0 |+ ~
3.3、元器件清单:4 F/ c+ `6 Q( Y8 b
* K' E9 I' E: k4 k- t

. M; i& |# a7 C7 N* w04、性能测评$ z) f2 T# e' ^/ ?0 R4 x
, L& S- I2 c7 I3 {$ |
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。& ~% i7 `) b( H/ P  V
8 g* F1 g% N7 h0 Z
4.1、输入特性:0 M- c' Y3 _+ D& ~9 p

5 ~* I- \. r; T9 Z8 b) k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。/ T+ q9 K( U9 `1 p) O9 U, s
& G* K  F0 ]+ c
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
; K/ b" l: J8 }0 \/ }/ N0 `# H5 O) w

5 p6 i7 N& b5 q* ]/ I7 K5 f表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
: f9 N* [) f% e- D  x# x3 P$ ?% r+ f+ @& A2 o
( F3 E2 N4 I! p# k/ M
表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:
/ M+ S) p6 D1 c6 [0 B2 q
, ?' q% w3 S) u+ o+ _" T
! D9 u( g8 V4 M
表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
3 m7 Z/ V2 S' ^' t% c8 p$ w* ?: q2 p4 }

6 T0 G) R# S) O& ]- Z0 R4.2、输出特性:
* w' J3 \6 T! R5 Z% N! B
8 ~4 ?7 B7 k& ]& |$ a注:以下数据均为板端测试:
2 M" B$ b; h: @# j1 W/ C/ z) [  l
* h, h0 _' u9 Q: c* L; Y+ B, x4.2.1、线性调整率和负载调整率:
1 l! g. z% l& Y5 @# M4 E7 D
$ ^; N3 S" G+ J3 D1 Y/ X2 l表4、线性调整率和负载调整率
, ^3 D8 B& |3 @
# N& o4 |2 P" V

' \* s# E4 s0 T+ f' d6 e4.2.2、输出电压纹波及噪音:4 F& ?2 t. K" G3 a
3 Z# k1 U1 b' ]) }  \* B- s! m  i
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。
& i% q" n9 k5 x% `9 n+ o7 W" g$ c& L+ _
表5、电压纹波测试:
, F# \( {" A4 g+ c
  h9 `: F: w0 L$ E. x+ K, ]$ C) ?5 A* i
纹波噪声波形图:2 p2 Z% I( {$ b0 q3 ]
Fig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% load
" V5 A2 U7 f& M; S% h& ]
Fig2:R&N @ AC90V/60Hz,no load
: i' V0 r3 B) l: ~4 R
Fig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% load
0 e6 W; P2 b& `) q8 Q# }
Fig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load

5 |8 a2 A$ O9 _4 R% v. t4.3、保护功能:
3 g. U( E2 {. ~5 ]+ q: m
/ |, ?' y1 q$ V以下涉及过流保护、短路保护的测试。9 j; [/ `: F  c. S

, y& Z+ A4 s& l; B9 x4.3.1、过流保护:
) L7 W# f8 u. y+ d& N# x2 h+ J0 s& ~  |# V/ q* t' x( s/ [: K

+ c, ]) V$ Y( e0 ~" R! [4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5A- d# j1 J( X/ w- i( K" h0 g
$ J' F5 j, X  e# ?& e
4 F, Y8 ~# g) m1 K& o4 ^
05、其它重要波形测试, G# M7 \$ o* A1 _7 Q% }- ]

$ s1 R# j) H+ TDRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:
2 k4 }* k2 w- T" u7 f# G+ d2 _6 w: I) }
AC90/60Hz,100% Load

7 w( V2 o1 O  N; t. x: w, l
AC115/60Hz,100% Load
$ f* k( N0 P# c. B$ m. E9 T
AC230/50Hz,100% Load
- i# X5 `# Y4 B) k
AC264/50Hz,100% Load

" P. i. S* D' W" S- j
AC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4s
; j$ d* C' a) i1 x' W0 a* r: |
AC264/50Hz,100% Load 启动时间=980ms

& m  j9 L; j$ J

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