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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
  d* R) X+ B0 l, P+ R- U  q" z; f0 L/ ^
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!* y" |# |# Q1 ~8 A$ L
: Z9 s' F+ T6 X! Y
01、样机介绍
% I& J! R  k9 k2 ]5 W$ h' H( Y/ k+ U8 r0 U, ]
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。
! I6 l' n0 ]* v: H9 U5 ~1 C" Q3 q

1 Z7 x# j9 j; m9 n" L6 P
CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

3 w1 W" _* j; b1 ]% H0 xCR5244芯片; o( R: C& g' [0 O
! r6 c6 [5 j( Q: R6 {! p$ d
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。
) f) x  {4 h* {, |. z% p  ?' H1 N8 C7 K" ^# M4 q* I1 d
特性
2 N* H+ }- ?" h( e5 @" X9 F0 t/ |* B2 K6 \, {
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关; 5 h& _: H) c- p5 I7 |0 p

5 g% f* a' T* i6 L2 I; b# u● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
% v% X- O# I. o
& }( C" R9 d4 V, ?2 v6 d# q● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性;
/ |) X' q: L7 d1 B+ y' W. P( F0 I* M7 n& Y5 e3 d$ z* h
● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW;
/ W0 i0 j4 \$ _8 ?3 K4 s) O5 O7 c5 O; Q2 Y" J4 n6 {
● 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”
& L1 q" f1 R1 E% s; z/ A! |9 z4 s/ {  r, L! Y# o' a4 G* u3 `/ X
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;
* ^4 i4 g5 k- p: L* m/ f7 y9 }
8 i# i- o& \# r. r● 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。
0 F" u) G6 ~, [" D; B
0 y+ F3 l- g4 D( {# z. u( {基本应用& J9 _4 m9 r" k& s
4 w9 Q% _3 A3 \0 N" a$ g, d
● 电源适配器1 @( ^3 e; c6 L4 i$ `
( K  H4 ]: g9 f+ f) I
● 开放式电源  o+ f. R1 i( z( C

* j8 Y- T8 U& h  J8 Z( ]: y● 数码相机和摄像机电源
% y/ m* C  l! H0 T* }
0 f6 q0 m0 n  A: n, ?) O● 电脑和服务器辅助电源; ]- z+ M5 W9 m1 N/ Q6 H& P
* ]9 V  W; H" A
● 机顶盒电源5 _) P. F# U- D* L. o: H
( Y/ s& l# s+ w6 V
● 掌上电脑电源3 I+ R* V8 y: k

; ^  l/ _+ o- ]2 [8 d) I引脚分布, N  f6 A: L0 K; x2 x

2 t! @) {, M' X% u/ Y5 R* V

# f3 {3 @/ F) X. g  p引脚描述$ @+ J% ]8 N$ k1 \8 M* y9 Z
2 }+ h- n! P6 u4 I) F3 J

2 ?! \( \4 v/ ?/ v2 V典型应用+ S/ d; Z& Q! m. e) ^' i, P7 k
7 L, J* Q1 S, T$ u9 a# M

" m  u, [4 N4 ?. r6 O! Y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。- D# |" q% ~; k  c6 x0 s

" ]: H& W3 |9 I' V) h* M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。, b& w' j* F- p& C8 w7 P7 J' P: z. X

1 W- _' j) Z) L7 P% o4 r) B02、样机特性$ u. I5 @  v7 f2 t+ m) [; L
- g" s$ |5 U  S& l' i7 S' n
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。1 C7 |; p* |9 H% s, L7 @

0 i! [5 b6 e' C% {2.1、输入特性
, N2 a1 p5 ^9 C" c

" H2 y) W0 F/ [8 x* \5 c# @( |  e3 j( r# m( [$ D
2.2、输出特性:- y( C8 [4 G" R5 b4 O( z: f+ x

0 m% I: S' e0 O2.3、整机参数:
* A. k2 `* c5 l7 s
7 m  [4 m# R  d( g+ v8 n3 b
2.4、保护功能测试:! ]$ T0 A4 L0 I, m) o

* {! K8 ]  ]' h0 w0 G- F- ~0 H' I# M: C2.5、工作环境:
+ M( W. e4 H( N

) f4 Y8 ]) _; L! [" n, S; r6 F2.6、测试仪器
) X$ o* L2 Z  |9 b: x: k3 K5 p

3 F! o  ^* R- F- e03、样机结构信息, i- _8 V" H9 t2 n' |3 A: O6 \7 ^

3 G; {( o( ]; l  _* A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。
0 a$ d! ]) w* O9 \7 s# N- |8 L' c% n+ e. L# |- J! \2 \
3.1、电路原理图及 PCB 版图:$ b  {& o: z/ Y  q. i

0 i8 S% u' {& {(1)原理图:& ]! V* P# J( I  [
$ a2 B- {  H0 p8 E/ a
(2)PCB版图
3 B# n& m; a7 w8 b) w1 m+ A% Q$ @6 t* z# @$ O! l( h

8 U) [6 L( S3 S  f

6 m" n# l0 X- [
6 Z2 q/ A6 n" V  S' D4 \3 H) u
3.2、变压器绕制工艺:
8 w  p7 x3 l( m
; `7 o) `/ p) n  E) [(1)电路示意图:9 ?8 M5 K- I; O, I9 C/ V. F

0 L  r% R; O, H
) ^9 O4 j) ?/ t$ g" c' b
(2)规格参数:
' C6 y. i3 @) `9 m" ?
  X* r* o- n4 T$ ^$ |% w$ d/ K1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=33.5mm²;( ^) D' S  \% c1 S$ Q3 R

* W  d6 K- \. ?! M4 K, D: e( ^2)材质:TDK PC40 或同等材质;
8 N' i( D; K; |' z3 v2 t6 `0 r' p; Z
3)初级、反馈、屏蔽:2UEW 漆包线8 A' {6 Q/ d9 ]/ _: H. Z3 ~4 q
4 e! {6 s/ J9 K/ N
4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质, g0 X. ~: }; j$ g) H. B

+ ~( A1 e  N: F5 ~2 f) J* A; Q6)初级绕组感量Lp:2.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);" @% u. p; B5 ^

/ Y1 [' b, A; `, E' n7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的±5%以内(测试条件:0.25V,10kHz))' f0 Z/ G: a9 f- U# ^( g8 a9 d
- k+ e  Z& D2 d) R/ z. j0 i! f
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min
+ j) @# W% A* y* Z
( u2 _& W+ h1 x* a, F, u# W7 e+ ~1 ~9)成品要求:浸凡立水- D: E! b& p: ?. H4 ^, |

1 ?/ @) s" G; c6 u, D& @$ V8 Z4 H8 x(3)、变压器参数:5 l( L0 N# F- M( ~! B* `

) H; _, B& i" o5 y
; ]' l+ n- B8 `
(4)变压器结构图
) d4 N8 n% q& B2 S/ c
0 x; y* V2 H! M  I' K
3.3、元器件清单:; |8 Q  ?6 E0 E
$ h& R" ?- N. W8 C& q
3 h; N# D* \$ t! }- s8 J2 z, A& m9 J
04、性能测评
$ L3 W; P# t6 y0 V; K1 g6 D: p  \- Q# u; R, n7 Q! Q+ K# C
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。
2 p: j8 X, l" ^/ ~3 P
1 e- F0 _) w/ Y4.1、输入特性:
) R3 }  A3 B- q; a
* v+ A( \! l' Q' R/ C) p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。& X# B0 S! x4 X

) p' e& t; [6 Q7 N8 ^# s表1 、无负载待机功耗(无假负载):
, M( y  \: J) _; \0 r
# T8 N* |0 S" @+ b8 f0 g  M

( g& `5 S' q0 `) J% L8 Y& _表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
) Q/ h$ b7 p1 h5 x! ?
. I+ \, o( f; d

# t; c& h2 B3 |$ b, \8 r' d表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:
3 s9 B2 J# D% I0 ]. }. K. w7 h( `8 S  M8 E5 n

' f; _" \/ b/ l. R! M" Z7 W  ^表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
% ~0 t3 Y" a, E. y& G
4 D9 T/ ?7 @/ n( Y4 R8 K3 S
* B) n# I: R. L
4.2、输出特性:& G6 X" L  S; \$ D5 C! ^& @
, R* U3 b$ B5 J1 i5 I
注:以下数据均为板端测试:/ x; r, ^7 D' H: P
7 A% s- n6 T4 `8 T# j& j/ I- K0 [
4.2.1、线性调整率和负载调整率:# M6 |0 ~/ J! ~+ l( q: @

: S2 p2 Y. u$ N) B+ |) G( Q, d" {表4、线性调整率和负载调整率9 g* N5 v3 z8 e4 K0 I

* a# B+ l( N1 o4 _) U+ R
: m& w8 M( x: {4 K- c
4.2.2、输出电压纹波及噪音:
) M6 Q" q& C2 t/ T( T" K! T- P/ N1 Q" ^  B# G" m0 S; M
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。) V) n0 u5 P5 K' B5 {: |
+ n0 x1 b$ h2 d- }1 J: d
表5、电压纹波测试:8 S5 ^; m( A$ s0 i- D1 b! H% |
9 D7 W6 W! Z" i: l( c  Y
纹波噪声波形图:
* D4 L- G, v& ]/ f# j0 |) e
Fig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% load

; z& E: T9 G! u+ P+ F
Fig2:R&N @ AC90V/60Hz,no load
, |4 Z1 Q; [$ s7 |* ^
Fig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% load
# b( c. I* U& D! F( C! A
Fig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load

- r) A  T- V8 {' D7 h6 f2 \/ n4.3、保护功能:+ b/ P7 ~( D2 B& i! O% B. r

& u5 ~, g; H* d$ B$ j以下涉及过流保护、短路保护的测试。9 p$ u- R0 L. P4 [: Y

) m4 H+ c" x" [- c4.3.1、过流保护:( x( |+ W( G) H% a% N: L

. `2 r. `3 Z5 @, y, T# V
8 A3 ]. S/ K! P" e9 Q2 M  |
4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5A2 W2 w6 s, U& v" X  B1 O% J9 [

( X) B8 v% ]' x* {& l8 `. L- M

5 g# Y, @: W2 z/ S' k0 k7 @05、其它重要波形测试! g/ X. a) t0 r! G# O  i8 h
, ^. G6 w) @4 D, ]! P: A& a( n* |
DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:- u( ~+ F- J) C. w( Z

8 Q+ i- T, v8 }5 g& a1 Z1 |* d
AC90/60Hz,100% Load
& y& B0 ?. e/ W4 A5 t& _$ H9 d$ `
AC115/60Hz,100% Load
& A7 i2 E% U' i* J. V% ^; J
AC230/50Hz,100% Load

; u: S+ [9 t: _) C% |, S
AC264/50Hz,100% Load
) }: s1 z  g: Y
AC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4s
! b* n6 r; i6 Z/ ?
AC264/50Hz,100% Load 启动时间=980ms

, \8 ]3 C; `1 p; z

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