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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
& t. |  A/ h+ S! Z' r$ d
- x" V4 Z8 u% ]& Z& Y, T5 b# m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!! [& C$ {' ]' {

( h" p: p0 Q" _) U, \) b: f: V- Y$ r01、样机介绍
' Y( t" o; C' e- _* \( I7 q3 p* }
% U* I( _; C# X8 L' q5 G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。4 A8 H) {" z2 m& e0 E

- M. N0 ^+ k" ^$ @# K! T( b& i% _
CR5244_5V2.4A 工程样机示意图
* w- j2 s5 l$ ?/ r
CR5244芯片, g; ]+ O/ w$ f( h

5 L# M- `8 a, o* s7 y3 L( f5 ?3 KCR5244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。6 ^& a% w, e/ R. ?7 H' V

2 B' |$ S) D8 h7 j8 C% {特性- N* q; U9 k: f5 a
- G0 R. Y, ?9 R- f8 ?
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关; 9 t7 |0 p' r% |' ~3 }0 n
  t9 }: v) X# G* Z- Z
● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
; }' ]- B: j( G5 S: ~0 T! x9 F3 w& L1 k9 I4 [* r
● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性; ) ^5 F" A% d/ D* X

$ S/ p, c# ?( T/ F● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW; 4 w" [# N& E( D" m5 `3 f

1 H+ N$ c; j+ L: 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”
9 O; ~: g$ y) w7 Z6 B
5 U/ S$ w, b+ ^2 L# l4 `  [● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;3 P% \7 n' `2 S% V) a

% V$ I" J8 d/ {8 _● 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 P6 D) o: o! H# X4 o" c; j4 h# I9 T' U5 v: q
基本应用7 S  y! ~- j% Z% M1 ~, e- j
4 r, q. D; j$ |) W$ u7 O; L& v2 Y
● 电源适配器- K( g# g* p* M5 s$ \- |
( Z7 L! q5 F+ H* K# T5 H/ l. F
● 开放式电源7 [: Z# U" e2 [: V, m( k
% e! A) r2 P& N+ T
● 数码相机和摄像机电源
2 ]) I! q' I* s7 c9 w& p. [: N5 M
● 电脑和服务器辅助电源
- p& |; {1 B; ~$ z( R) V: k/ z, c/ {
+ J, Z- q  d% F  o) |# H7 q● 机顶盒电源
/ [1 b9 z: ^( c  g. O3 |7 T5 C) u8 C/ {, Q3 K# P' z
● 掌上电脑电源
+ I9 c2 c6 x2 V0 f# P* M6 R, ^4 }
引脚分布3 g# h( G9 F2 `5 A
8 A' V& A$ }* X5 x/ l0 R  g
$ z) Y) B* w: N, i% M+ n2 M
引脚描述
1 g% p1 h# q5 n- d: `9 C: D/ I& p* Y
1 N. e3 w2 `. G) C$ h+ I: ]( Q- d
! J/ j8 }0 i5 P$ {' p* H/ x4 H5 \
典型应用( ]0 p4 \8 L; c4 W8 B2 }. ^1 `0 |

" T9 u- I+ _9 J) g2 u/ f% B

( T0 O4 P. [% v& \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 `* ^, M( [5 }) J0 d4 A! b5 g0 h$ H+ d" J, |3 d; T
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。% F3 z& `! q* M7 o8 A* u1 z1 O

/ E* `/ D/ F9 n, O2 P) g( b02、样机特性' i/ X7 F( W( Y5 x5 Z! m
$ V# ~6 L5 Q2 H; i
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。
: i. d1 U5 I4 E; [+ U+ |% L4 u& P/ D: O& ~$ S2 Z/ G( n* b  R( k4 ~5 Y+ z- @
2.1、输入特性3 K; i  B5 q  t4 S& x
. s+ q3 C6 J# t* [% O# l

  f" a# N6 S8 r  _0 D! r2.2、输出特性:/ ~# j- G- ~9 j* _: u+ T

/ Y+ }4 U! a5 \' `2.3、整机参数:
  u+ f% r5 ]3 y7 a  F: `2 ]) {; O: _: D

5 {( g) @0 o+ _8 ], r) \& }2.4、保护功能测试:
/ f5 A8 G6 a2 A/ ^9 v  w& G) i

4 z! D. f. E( L7 r- y  K2.5、工作环境:
1 h; d% s# {7 P" @7 @; c% Q

/ o- X8 v0 C/ G7 v2.6、测试仪器+ ?& F7 S7 x8 g* r# S" m7 I
8 M) ?) {0 s2 K0 w3 W, V
03、样机结构信息
" z, b, O3 C$ ~: w" J* }5 \3 U) g3 W1 z+ h) g
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 U1 T! f. Z( j) ]& C$ N  z( x# z! l" T$ |$ Y  c: y+ h. q
3.1、电路原理图及 PCB 版图:6 V; V$ I% l4 p0 H+ q$ ~& c  t

* U6 Y$ l- x: F' k(1)原理图:
; E' E) q- T" ?/ n) u- Z' p" B, o' p( {1 O* u, I
(2)PCB版图
6 l$ w, b* }. ?4 G7 _$ ?
' ?' W5 H. Q- i, ~4 R( k: {( I

6 n) L- v# K" i( O4 M

5 P+ W" ^9 i" I' x3 V" d5 d8 X+ z
7 r6 ^, b1 R" q
3.2、变压器绕制工艺:
( ]( d8 j' @5 D6 N
) e: P3 ~! a3 L- T/ F(1)电路示意图:
- q3 p3 M+ W7 F# h: V& M* X! J$ t6 |) Y+ y

1 ]/ F/ h: z2 K, n" |(2)规格参数:
4 c" q/ q( u# D) A( a/ Y) s6 V7 b; {' w( l
1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=33.5mm²;. `: X, M$ D" {& x4 ]1 I$ R2 C3 k3 L

  g3 ^0 f4 l# ?3 R4 f2)材质:TDK PC40 或同等材质;
6 ?9 D+ {6 o, _. {* Q: |4 ], i/ s$ ]+ x5 C/ A: u
3)初级、反馈、屏蔽:2UEW 漆包线% I5 J+ {' d8 \
( ~$ \" T0 [! `$ n( d
4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质& W! k+ h- L5 E

+ C2 d( M7 O: J  Z" K& P" Y1 @3 g6)初级绕组感量Lp:2.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);! b/ N4 w) n$ n! M* i7 z

9 o: v+ T3 F3 G* h7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的±5%以内(测试条件:0.25V,10kHz))
" t8 a7 B# j/ y3 Q9 I3 m0 j
( z6 _/ G  U# \" |4 r% g) n8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min4 ]! o( Q/ |3 l" f( u+ f. G/ u  h

' @. d8 n7 K4 Q0 j9)成品要求:浸凡立水+ C. S  S) j8 F
! u, j- w* Q3 k( ^1 H5 k$ q- s
(3)、变压器参数:
4 R. W2 L2 i* _" S3 d9 R' o5 E, c! U  |/ K7 r

+ _1 S3 r. s, m3 ^. o# X(4)变压器结构图
( X8 n# v- g' K# ~/ C' H# `' q
3.3、元器件清单:
0 X7 Y! q  ]4 \$ J+ Q. Y& p( k+ o2 I4 b! P

8 s% |9 ?( Y( E) X+ L% i04、性能测评
4 V' @% ~; Q4 ]- n# W9 y- ?/ O; ?7 n: P0 T9 L
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。9 ?' N" A+ Z8 Z+ L0 m8 A8 o
4 z1 G( e/ k2 E1 b
4.1、输入特性:0 F+ U1 s8 q' ^4 Z: k/ ^. @

. e+ Q0 C8 `0 g0 n1 j4 b. Q0 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。8 R0 k$ L8 i1 o# O

6 Y# e" q( c, v3 b- b表1 、无负载待机功耗(无假负载):0 J% o4 T# M* O& s6 t

  v7 c! [; z6 [
/ H6 m- y) A* A' d4 A. w0 \
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
" B" W, `8 D6 S, L/ }  F# U
6 j( ], _+ e6 @- o/ b8 O/ O6 [

9 B/ W# B, @) g' D$ H+ {" J3 E) Y表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:
, B. M  R$ d: n( I6 L* y, N0 @9 y! d/ i7 F+ F

9 T5 h7 W4 T& M8 p, o& \( @表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性2 r+ Z& ]2 e3 a$ \# n

% _* [8 C7 c/ t( i5 ^: A% L2 P. m
( ?8 X/ o5 T7 {4 [& Y7 C- k7 b, o
4.2、输出特性:
, \9 l, g# {+ c2 J2 {: G( Q
, B2 R1 L# }1 i6 B注:以下数据均为板端测试:) b& e; a0 Y9 D0 E; C: v
& C' k# }6 s" u0 g5 P# w7 G' E: X6 ?
4.2.1、线性调整率和负载调整率:
) z# R& M! ^$ v. c9 t; R* M
. A* m' M0 {) F5 e- L9 v表4、线性调整率和负载调整率
6 H' g  y' N" J& a" n& k
: Q( B8 \, i. A' ^! o+ ^
/ m& g& k: V3 U$ o: Q0 ~: Q
4.2.2、输出电压纹波及噪音:  `' h7 E$ A! g$ i
# G8 w& S/ g; i& Z
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。
  Q$ f" t% q. R( {6 O, `
& i7 _( e8 `' V# A- }表5、电压纹波测试:; ]- P- m& I  {

5 p7 n; B0 d0 _( x! o
纹波噪声波形图:, S: N, W2 `7 L& F( f3 M9 w* u
Fig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% load

  W& k3 Q, t5 J  b+ G/ b
Fig2:R&N @ AC90V/60Hz,no load

/ E  X- A% r, W* Z2 v4 F1 u. V5 J5 Y
Fig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% load

5 L+ b$ ~* O9 E( l. L1 E/ o6 t% o4 R
Fig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load
+ G3 g! G, c3 ^7 u. I" U9 ]
4.3、保护功能:6 e9 j- K. i8 d- ?) R8 C# w
5 l% T- l. x2 v, \9 }" W' f; G
以下涉及过流保护、短路保护的测试。2 |6 v0 w$ E3 |3 G7 a

1 E# _- J# U; _; p) b) U; E; M4.3.1、过流保护:
5 T/ R! d" O9 t9 O% R1 o! r  V' q! a2 r) R
0 S2 |) R6 c9 V" O( N% O: A' J
4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5A
2 d5 N1 t, n0 j8 c+ r  U  K7 [

1 F: f  m* f- Y! L% I05、其它重要波形测试
: ?. P; X0 i7 q8 L. n! `, C8 H3 {
) `1 _$ n: y% V: A& M- N9 HDRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:
3 y+ R' k" Q& \  G7 L- ]
- }: B, ]7 X' ]7 W5 J
AC90/60Hz,100% Load

9 x/ v/ Z! C+ Z% X) e2 J2 H
AC115/60Hz,100% Load
9 b- r* L! J2 k$ Z
AC230/50Hz,100% Load

7 d; D4 ]3 W3 ]+ @
AC264/50Hz,100% Load

6 `& H! ^' X* s# j: J
AC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4s

  c8 D3 ~# a* ?% w" l8 v
AC264/50Hz,100% Load 启动时间=980ms
$ z$ }# k/ h. X. c7 I

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