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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
) w& h1 q- E/ w' `( c# Q5 C. U# ^# V  H, {/ n
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!6 `9 c. m, p& D4 V4 q# s3 g: |
3 B5 G7 a4 p+ @' Y
01、样机介绍/ I) f7 B3 q. C3 @6 [- v
$ P6 }3 E6 V  X5 [! d; 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。5 \9 H* j8 o4 A: U: X# F& w; y

) {8 t; K$ t7 w; u6 n
CR5244_5V2.4A 工程样机示意图
  C7 B* o! C, k( {& d
CR5244芯片
/ V$ [. ^  u9 n& B# u9 I7 `1 i

) w' U7 [- m) o, F0 u* ICR5244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。4 H; |8 U! ~9 Q5 A- G& x7 ~

' \4 l' B. I/ s" ^, q特性
. ?  p+ c' {4 t! b
! f- d; {$ w, a1 q4 h● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关;
. J/ {, a; ~  p, S4 R. O. J3 G0 S2 p
● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
; j" ^/ K) l# k' s' r6 |3 a9 b: l& j! _6 L, P
● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性;
6 c, Z# A+ C. P- a
% I+ Q1 Z; w; z* l● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW;
: S) n' m! n2 O: w# A3 N2 B6 l8 d  B- V+ r8 o) T7 D0 ^8 P
● 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”
+ y/ f1 A$ N( t4 x! [& M- C' R# @7 c9 X* C8 t, T
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;
5 Q$ f/ z( D+ ]$ O5 a! [3 M) a6 E" ~8 ^7 P$ F
● 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。, P1 N0 E7 x. F- ^2 D" y) T7 N& T

; n  Z, B& H  s3 F0 O" }基本应用
! e( g: `( s; E& f/ E
; c' H. ]8 ^( Z' w  n● 电源适配器
6 w% i* k4 e& f0 j
+ r  f, W4 z8 \; x5 A3 k! f● 开放式电源- w! s; n7 k9 Y* s1 w
6 a) |  f2 Y  a' H$ }: L6 u
● 数码相机和摄像机电源, C& z2 y: h* z$ d
) }8 z, V% J/ G
● 电脑和服务器辅助电源" v7 J2 T. E3 c. e. L
6 n$ Z2 i. k# [9 _0 h" m. Z1 r
● 机顶盒电源% ^' p" U& j- n0 D4 x' n

: K  F. y6 ]  [# b! b9 Y! i2 z9 u2 w● 掌上电脑电源
+ j1 Q0 G: R6 D" A7 y
9 D5 J, B) p$ @7 l  R引脚分布! v' o# l' `$ [- b: }
5 s" c2 m2 R) v+ ~0 u
9 Y& \- N  G, z
引脚描述0 c1 d7 C, s; D5 ^# P8 Q0 O( _

2 _* G' B( Y! C

. q  A- O; L5 A0 w- i3 o典型应用
4 Q0 b8 f+ N( D& z
% P% z4 R" V% X
, U. ?1 ~, C* l  C- d3 e$ f7 |
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。
4 c( c- k  O9 W) h' T+ `9 G& u* B% a
9 u9 Q0 z, X% p1 v- k, {) z% f* 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。! \3 N( S' W) ?7 X& E& v

$ J: G" I& J( ~02、样机特性
2 I3 z) y; x! w4 O! N, V' F/ n% }* t7 v6 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。! l6 o) Y' f* \% ]. L

0 q$ d7 _+ D5 F& }8 w2.1、输入特性& u; J9 [0 I* }) C  Q8 Q; M- H9 `
6 |& L. H  u( m( m$ _. J
8 Q) \8 S! t2 ?
2.2、输出特性:
: M# S% S+ Q9 f

1 ?3 {3 x! [. n0 t- [% u( S1 Q0 p2.3、整机参数:4 T: L& p8 k6 {
* u( P4 ?) h( C4 W
2.4、保护功能测试:! ]# q7 z* C7 w2 E

2 P# ?  t; n- w9 m+ j1 u2.5、工作环境:
2 ^; ~: X+ ]2 ^) u4 |: |" S& S  u3 B

5 I# L! h0 Z  W4 k) M2.6、测试仪器
2 A( X+ w) Q. n& J

1 c$ q, a0 |( x7 D: u% {) [9 D( T03、样机结构信息, s' T" V4 c; m/ w# H' f
$ _$ ^( P" W4 }! s% M
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。
/ [! ~# w! \; u- p& j5 w% Q
" t/ ^4 P6 ^" J9 J, `& o7 U3.1、电路原理图及 PCB 版图:
7 V7 {8 f$ i5 K, J; ]! x7 t$ P( y. I) i8 ], g# M+ E4 n- M
(1)原理图:
3 w# D" a& f% s: c7 \( }/ h2 P$ @5 }) B- ?4 C& A
(2)PCB版图/ r# X8 P; f/ h) @3 u9 I4 k
' W: z, H+ L8 e6 j2 l7 a
1 y0 |: @2 l7 J. m' y& ^
+ ]8 G/ k  O& r9 S: ~$ B1 z- N/ Z; ]" z1 a

8 O. P. s. C/ V3 N' L3.2、变压器绕制工艺:
2 E- _. P& _% z, s' N( ^
+ y6 m/ _# E2 V7 N(1)电路示意图:
6 I. S) ^" ~% O3 s3 A2 O% N0 o
" h7 h; |7 `: N8 a

8 N3 B/ G9 H. L( R1 l: {4 D* z(2)规格参数:
' F; D1 v6 A! r' l; Z7 y9 R. z% I8 ~! \; E8 z( q
1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=33.5mm²;0 L, J% E) ?* w0 D* w' T- _
7 o* p( Q: v6 d% L' J) X
2)材质:TDK PC40 或同等材质;' b' J% E5 w5 l  Q

3 \6 ^3 N% O+ _1 S/ c3)初级、反馈、屏蔽:2UEW 漆包线
2 z/ V1 \) b/ i0 t6 H
6 c  N# ^5 p) T8 e4 K7 S, d+ k( ~9 q# u4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质
; J- \4 P4 x- [# I) T0 I& ~2 V# u; S& a, A/ K' T- i8 K
6)初级绕组感量Lp:2.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);
  C1 Y+ r' \/ p- M5 {4 p( T3 ?/ Y# A0 N9 c# v4 ?0 w
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 e' Y) [. x  @' Z8 c
- [7 Y. X% n! f
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min* G2 |5 z8 \1 W

- k$ v) o5 f/ d9 p. z$ S9)成品要求:浸凡立水2 s4 m; A& @! j  T1 p

3 }! d" L: P4 Z; k' e# t0 _0 |(3)、变压器参数:' g; b8 ]* E6 t8 j0 L9 b

& L4 x0 Y+ {0 j

5 [& a( ~" ^( E) f' q, W(4)变压器结构图
1 p/ t) a; t: ~# b( R% R. O* i; o. l/ e
3.3、元器件清单:$ T3 T) O4 \  o+ z( p7 [" {7 [7 }  f
8 [, P1 k5 K/ F, l1 f
( D5 Z8 c* j# q2 {5 n0 j3 X5 o
04、性能测评2 d) }" u2 w1 N& c; o  X! s9 a

8 p& N# w% ?: L. _' M8 k, y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。% H- _4 H/ b0 G% T/ [

' |/ i& `( I# V! E  X; {4 M( d# I4.1、输入特性:1 A; R3 `( f3 k! g- {

/ D+ a6 M. X# U4 N; w% R% B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。$ {- H0 l- K/ {4 y7 f" K  b6 a- C
2 p8 J2 @5 D7 b8 v' q  C% D" ]& v. B4 E
表1 、无负载待机功耗(无假负载):* N+ n- I1 @; G  o# z( \

5 z( _. ^4 I2 V

4 a4 x& F6 z$ y3 T1 q/ X表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性6 F7 ?& R5 E, z1 T
5 `  c( {) D4 E0 d, C

0 T0 W8 A+ U7 ]' `) R; ?表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:
! R" U' n7 U* g7 ?( W+ d
$ P% I0 f; G$ {: n  t  N9 u& v8 N

5 v3 L2 v. E7 m+ y& T+ ^+ ^3 ]* m4 e表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
5 d; i- v; [9 W9 |5 F' X9 x$ w# \* \1 j* [, b

5 \3 C: M: d4 q$ I4.2、输出特性:
) q" y, C5 l; h
% ~/ x7 G7 ]  W+ G注:以下数据均为板端测试:
) F5 `7 ]: ?$ K& x$ r" C
6 ^- F; q- D7 B4.2.1、线性调整率和负载调整率:; e  d: ~: A& ?) A
1 R: C, l1 ~& z- @4 z
表4、线性调整率和负载调整率1 h) Z7 h& H7 j. M

9 w$ `' V( _( \* W5 L
4 |1 [1 N/ h4 [3 [+ Y% L
4.2.2、输出电压纹波及噪音:3 l4 A* ^1 r! Y. O$ P" u

( _& U6 r3 e3 P5 d6 N  t2 V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。1 s( e' I: ~4 W" ^! @5 P; ~
7 {/ l* a% z9 t- B9 i4 ]
表5、电压纹波测试:
8 R, u% ^* W0 m. f4 D) L- X# m7 U' Y/ }1 @2 c. _8 h8 E
纹波噪声波形图:3 V% Y# Q( X0 w0 c( c( d+ g' ~# G
Fig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% load

2 S. e4 `: g  v* @3 U
Fig2:R&N @ AC90V/60Hz,no load

* i3 I, Q* U% N* `9 e0 p& J
Fig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% load
" J5 d+ O1 S. }* Y7 d
Fig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load

% L0 M' S2 M( Z7 X: n) ^4.3、保护功能:
: s8 h% d* Z8 W+ m
# h3 b2 f3 N5 d! G1 U以下涉及过流保护、短路保护的测试。
, _4 i  U5 t5 a  ?/ m% C0 o) `, @) N" m  b! L" Q# b; G+ l) r  X! n
4.3.1、过流保护:
$ |" d0 j) Z" C2 j' z% }9 T$ Y/ m4 t& ~2 ]1 n

- @5 l, }6 v. A% u" y4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5A# \1 e5 \; W8 Z0 V. c/ ~. z# \
" R. E  Z" F- ~: X

& p- \7 w5 `. _4 V05、其它重要波形测试( M7 k2 F4 L. A* J
4 m* [- Z1 z1 u  [, |
DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:6 o2 j  `) S, p3 q# v% G5 L
. F; N+ r7 E. T) d3 t
AC90/60Hz,100% Load

6 `1 [( a" ~' c' ^2 w) [
AC115/60Hz,100% Load
" z$ y+ }6 F9 g
AC230/50Hz,100% Load

1 r% {5 ?/ s& h: u+ N! T5 j5 i  B
AC264/50Hz,100% Load

! s; ?9 S( k2 E! t' V: q
AC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4s

2 L0 B$ q3 ]7 T- e
AC264/50Hz,100% Load 启动时间=980ms
+ s' C) y; ]9 m2 m6 j/ q; `

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