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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
1 M* \  q. P( J, B/ h8 d, b! C/ b% X; G# S
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!
) ?' b; A; {$ s8 ~1 d& Y8 N* w# W9 z& c7 p" ?
01、样机介绍
. J' H0 w4 u7 h: B0 Q0 [1 T2 i6 w7 b& ]6 O% ]' 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。
  ~+ ?! M; q: o, l5 z4 I

1 O7 ]1 H" v! f8 N7 h
CR5244_5V2.4A 工程样机示意图
/ x; b3 q( K* G
CR5244芯片0 f5 b, u, `4 [
& j( s3 X' t; e
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。
% ^! w  @  q7 A, w- S8 r5 O4 {$ s# {9 j
特性7 O6 J) L" s9 ?! M* u$ b
+ r6 i4 C3 z) @
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关;
1 k. s# d9 h3 z
8 r5 m1 e) X" P& E  K● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
2 U! E+ V: P- \" Y
4 w& P; x4 q! f9 q4 K( ^# `: a  t● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性; 9 j, E4 s3 c2 ^+ k' l1 H
) N% j; c( l3 L) C! P" N1 [6 K( g
● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW;
& h1 S4 X* h; ?5 ?1 E  w5 [' ]5 g  I3 \
● 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”2 l) ?6 S5 C* @( w' f7 C
; p' ^- o! P  W0 \! |4 k
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;
* y* G7 J$ I% j( ?  i& T/ Q: l) v
● 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。1 o2 g# i6 k+ r+ Q
! K" q: r( T' Z( V+ y# ^
基本应用
( K* l+ R% B6 U) w4 e1 X  ~; l5 d( |
● 电源适配器$ l+ H3 |  T# V0 N! x6 `$ y, {
: d/ s3 F2 b# ?: Y
● 开放式电源+ V5 {$ o5 v$ M! f+ G

# |% X+ Z* ]5 c- x& d; d" c● 数码相机和摄像机电源
: o& h/ Y9 o4 k' R% n$ O( }1 {! E, h5 l
● 电脑和服务器辅助电源2 V3 o5 ]4 F) S2 A# E% b8 j4 s
! {* G$ R. M$ i3 f
● 机顶盒电源. u! r3 h3 \5 Q* X- e

2 a( X* d( n( ]7 y' B● 掌上电脑电源" S, C7 M$ W+ S% C/ D

5 ~1 f6 J$ \9 ?3 l, [  a* X引脚分布" b5 C$ _/ {* v6 u# |! c! m* F
& f2 Z9 v5 {" `7 Z) l/ q
% t# c2 U; P! q* o- a# s
引脚描述
( [- F1 C/ }, v( k
0 m# K/ z: w# h7 E

0 o% H! ^7 C; ~" l! K典型应用) P1 p1 l5 Q8 k6 b

0 ]8 \" B0 g; n0 A5 u3 w. A& d* G
# r0 i* K2 S8 Z. F, j
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。& t' ~! `9 }/ l) p) a# ^% G
  e3 r& ?* q3 m' G7 R, k( A1 ]- _
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。
0 w* P* i7 U8 _" t
+ l. x; L2 I+ }2 i02、样机特性
. H0 j0 [/ O. h$ o, S) ?/ ^7 s4 p2 L( h6 t; J2 U7 a5 W
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。. K  s4 m( N: e% A
1 _. S# ^$ L' `  m& a5 w
2.1、输入特性
( b( d0 K+ e- {. c7 s

6 C' \, J% j' x( D' W
8 x$ G' }7 v+ n7 S% [0 H2.2、输出特性:
0 B7 c/ W6 B- J. K4 n# Y
9 q3 X" i4 k5 N: ?. D
2.3、整机参数:
, Q2 w) Y% w3 q; Y/ m
* H9 L) j; U5 Z$ K" o
2.4、保护功能测试:, \( a2 j, L7 S1 ]& }* d) {4 t
8 \: b  I' s: E+ c9 X( w
2.5、工作环境:" y/ [2 r6 _: g1 w& I) B* {
2 p8 p# }0 i. S: G+ \9 i
2.6、测试仪器- b6 i2 f9 y  U* j. Z. v0 a$ D; o0 S% Y

" y/ g6 g; {7 J# u8 x# V03、样机结构信息& h1 R7 I0 l9 o7 y' i

& F5 _2 H/ h9 Z8 `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。
8 i) l) r' X7 s0 B+ R2 W$ f
0 t& U3 q) V$ Y* \# W" {3.1、电路原理图及 PCB 版图:
4 U  o8 @$ ~- y0 o6 }/ x4 X7 ?# T& T5 P. y
(1)原理图:2 ~7 I* ]- P0 k$ v, s. D
& V+ t0 J# ~9 S. b
(2)PCB版图6 |/ W. ^) }, ^7 E; l

( i' v  R: ^* V6 i! l
% I" Z5 P. s" m9 |  I% _' {) ~1 Q
6 l# D  N* G+ E+ D% m$ y0 g/ J% |

) s4 r- K6 Z! x% ~: U% p* P3.2、变压器绕制工艺:
: s2 j$ y# j: j1 H
; b1 A9 l' k, N, v1 C% \(1)电路示意图:3 k' z. A- o/ y, {$ C1 Y  {+ e

. w3 I7 L% N. ]$ B
' S' o1 K) ]* |. ?, j: O
(2)规格参数:
2 x; ]1 k& I" {- N, ~3 w4 P) Y1 P# h; }; [$ n; G7 p
1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=33.5mm²;
. n* o# [9 \& B0 o8 a, J' B) T! B* X# h+ I) q
2)材质:TDK PC40 或同等材质;7 [7 C$ X% p' N4 p; k
8 Y: h0 V  P. J! }/ M! {& L
3)初级、反馈、屏蔽:2UEW 漆包线
4 [# W$ v5 `/ m
+ q* A6 ~! y& h8 M+ W! j4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质* d' J) r) \) E1 H" I0 {: c. Y
! U# B4 N* a: }
6)初级绕组感量Lp:2.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);
: g0 d: t! k* O0 v5 Q  Q7 M. r, e+ v
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))5 i- h$ y2 i! t

$ _$ M9 a" H& M8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min
* y; c; }. _* y' a8 f; k* z% d
: y7 \, R7 f9 ^9)成品要求:浸凡立水
9 l! S4 H8 |, x( D! }. O/ R/ d+ Q) b- Q2 D$ x; e9 y$ e3 |' b
(3)、变压器参数:
$ ~' R9 c+ }. u4 \/ G, [. _: y4 g3 A+ R+ K' Q8 D; W( D$ w" t

5 r* V  z7 l# a9 E(4)变压器结构图
% J; ?( h6 B+ z1 D3 C( W; H6 C* o) t5 r
3.3、元器件清单:8 Z( R/ a. T# o

1 z4 j( E/ k% z" O2 S

; g% e) ?" [+ S$ H04、性能测评! C4 H0 h7 v5 H# _) H4 p
( X! c- d' s" a0 Z# ]
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。
* n: B: m9 {5 c+ c' S5 O8 i, ?$ H" x& n5 g# u- h8 z
4.1、输入特性:
, E  g6 b; l+ W4 l5 I
& }& g1 G1 D  Z' d# c% l6 v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。+ o3 [) S5 O3 L" g4 a

, R! L, L6 b& `2 R, S" b$ u表1 、无负载待机功耗(无假负载):' {) K- X' \5 c/ g0 i' }& B
6 s, W. v+ N3 g

  L  {! e) G% H$ D表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
3 e- t" C5 ~% v, @! R" \: U. }' x7 c# o/ X! O2 y$ w( z/ I

9 v$ v  w! F4 O/ a5 e1 x, `3 A7 U表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:# T: J2 u6 ?' p& c- o) H7 x
9 N8 M7 T* |4 Z

6 D: D  _2 L' f: C) P8 b/ d5 ?表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性! R& y3 B; L- Q) T) V2 e

0 M5 }2 `7 Q% p8 S9 z; [
9 L9 ?, O! ]( m4 c
4.2、输出特性:2 Y/ W  q  o' A
8 {0 H( d* o5 t! `6 K% n7 x- g
注:以下数据均为板端测试:
. T! G; r' N: r# r
( m7 e/ u% L3 T  X/ G8 A9 b' d, f4.2.1、线性调整率和负载调整率:7 L1 N; M, Z# f6 Q9 _6 T8 t/ ]% i
) [! }5 l. @( r, C( J
表4、线性调整率和负载调整率
9 H& l0 Y% G& [3 a. ~/ X& n7 {6 {! y  J$ m' O

% i0 O4 o( P. a6 ^  |/ a4.2.2、输出电压纹波及噪音:
# V: A; m/ p4 Y2 Z0 t4 f
& a1 e1 k4 z$ h2 h! h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。% C1 _  Z* Z" p% t- G

2 R# R: b" _3 _4 Y表5、电压纹波测试:. V/ m7 x0 G2 ?+ H+ O) F4 |
7 U' Q' V3 y; \+ \  m; B2 X* L
纹波噪声波形图:
5 ^4 s" Y* m& `; ?2 h: F; u& F
Fig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% load
/ S5 Y+ M- ]: h2 }& M7 A& T9 o4 V
Fig2:R&N @ AC90V/60Hz,no load

0 U: _  {. x; y# v9 |
Fig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% load

8 e* b; W2 E$ V; p3 I2 M3 f- Y
Fig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load
" `9 x* |% n& P# A5 [4 S0 w% P
4.3、保护功能:
8 v4 M5 q3 G. V& o4 H0 J% d) X( a4 J6 _  S+ p
以下涉及过流保护、短路保护的测试。9 M, E2 G( _* u) m9 A( Y0 Q0 D

; y! G2 d; d. g: {9 h4.3.1、过流保护:
9 j9 J3 L$ {& J! I3 t# y5 B
5 s# Y6 K5 W$ x+ M2 O( b

" \" [1 N; C% p: z4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5A$ }! e6 i- R. L% U+ u, K5 \

7 W! i) f- p! Y/ i" z

6 u9 e. E  h7 z2 h  u1 D. G05、其它重要波形测试4 ~' i& ?' o; a; S
: h& X* Z6 v' }  K' j' ?! F% R4 H
DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:0 ^+ U6 l' e! `" m% B6 Y7 u1 t
# ?5 b% S; O' c" t( o
AC90/60Hz,100% Load

+ }" G" x4 Z0 W5 A1 O( }
AC115/60Hz,100% Load

. k) p) d3 _# V, }
AC230/50Hz,100% Load
  ~$ c0 K6 \1 D# s+ q/ |# s
AC264/50Hz,100% Load
5 p5 W) J0 f9 ~2 M" |
AC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4s

& n; z, Q  L( V4 K: }
AC264/50Hz,100% Load 启动时间=980ms
7 z7 l# ~5 C( _+ |9 Q

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