本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-2-2 17:23 编辑
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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!
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01、样机介绍6 f" _ B( i+ r; g" m! m) _; b
. M3 A) k' }0 ]4 ?$ k: l5 @& 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。
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- l% q' K+ n; c. PCR5244_5V2.4A 工程样机示意图 1 b1 z9 k3 v8 @0 J K
CR5244芯片
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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。
: H& l: j8 ?6 |3 m3 V S
& U4 I' a' M5 t: M2 L- g特性
6 H. f* s8 t6 o* @0 j( @. {6 s; O P: Q/ Q! I% ~
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关; 3 X: Y# i9 B* n9 s* \* ^3 _
* n% r& v! F( X q4 r● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路; 7 @) r9 O4 p3 {8 Q4 ]
- Q7 O; S& B6 [$ O● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性;
: K( M4 q9 O& {% h8 L" K( C% ^* _3 a v
● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW;
) t5 Y" @* L) \
: C$ u2 h4 F3 u● 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”
8 V' D' G5 Z5 `6 t- j, x a7 G ^0 ]. H! ~2 _2 B& v
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;1 {& s" q8 U, ~/ T8 C& r
9 k3 Z& J) N3 o# Q0 k- 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。
y) t5 f8 Y A) T& H
8 P2 J4 N E0 ]2 ]2 N( _基本应用) r9 p q6 a. r) Q
5 U# d! r4 T4 P/ c7 f8 S% Z3 l● 电源适配器# Z. o9 [8 P9 r! _ u9 V5 Y
- q# K) b: Y3 z( a F: ^. l8 k● 开放式电源5 h) e% X% n0 h6 U% e( P
2 L) e+ e+ A5 Z( N, W● 数码相机和摄像机电源* s$ l. d' c! j0 P3 E
/ y# c( _/ A0 Y9 R9 K* U4 j
● 电脑和服务器辅助电源
& ^, N9 ]5 B! B8 [* c3 k
3 a# G3 n: U4 H: V9 w+ T: n: g3 B" g& R● 机顶盒电源) J& O$ [( j" N+ n
) z; A, ]" ~. j& z4 y# Y l● 掌上电脑电源; ~, B# X2 n2 K9 t$ c* `# `
( H$ N+ H. e a引脚分布" N# J" ]! ?( q
P+ ?3 ?3 p- z4 n4 @/ U4 M
+ `3 k/ l. ]- J" N5 N6 [! x- \- K
引脚描述
+ }/ j- P! E) ]2 N: V+ ^* }2 R+ E8 `# J2 n+ r
) a6 }8 N! R/ q* k. F1 `
典型应用. _5 R- v- N: n5 {7 D1 { l" b3 r+ f
" _: O! W$ B" s1 @/ M3 Y2 z
5 M6 @: {$ V' B' }
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。
, p2 \1 ^' ~+ ]
9 c1 Y/ H5 b5 a3 v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。$ ~1 c/ r# W& u, A$ f( _
9 `* H! Q. {8 j
02、样机特性
1 d" O4 e4 Q* ]- |) |& ^2 o3 v- }3 ~& `7 y! v/ [
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。
+ V1 h* V) K7 k* F) E: t! b2 }7 ]+ A0 r$ f6 F7 O: |. p
2.1、输入特性+ U; Q4 }; m# z
6 \. i: ~8 h. ^* ?/ X* B
# M) H+ X) _. V) J$ H5 i2.2、输出特性:
3 c& O: G- F7 p5 j5 p* O" O3 t* v# i$ k( \
2.3、整机参数:
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8 J; B1 r+ z( L, E. w; `( i6 U2.4、保护功能测试:% H& R5 ]' l0 [! g3 J7 t9 V
1 T; r5 z; C j! F6 P
2.5、工作环境:
6 W' F. ^" t) t" e" _( n
: R. O; F% E$ v3 ^; J S2.6、测试仪器* T9 ]+ \3 Q b- `
; Z: \" y# ?; S3 a1 `& F# s4 u
03、样机结构信息; h9 e+ p7 v# h+ M. y
1 f; e! T+ k; o) `* q1 |% J
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。 ' J1 `' Y" y2 L4 {& ^ k8 w; Q+ v
" l7 a2 e9 l% ]8 d1 H9 d
3.1、电路原理图及 PCB 版图:
- }8 [, y9 X7 r4 s$ P( e9 Z
7 }' G9 U4 N- T(1)原理图:' n% t4 f. _) ^* Q/ T9 A
5 \4 C8 V; Y4 `7 b: X) C(2)PCB版图
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* u8 b+ \6 x& ^, A+ d3 O/ d9 {! b$ ~$ C
; ~ ?( I8 T; Z; x
S$ @7 f6 v: i7 r6 P- b3.2、变压器绕制工艺:/ a( A' L8 d) j3 `9 J
( G0 c% E7 F1 g1 Y$ s+ z H(1)电路示意图:+ }( {( i# H5 Y! d/ G
8 ^ o# A3 m B& _2 b4 m6 Q
/ i' D4 z* o2 ?% C+ l(2)规格参数:$ G+ L7 K3 R7 t: I/ J
: c$ c. R" O; Z8 B, l: |1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=33.5mm²;( S$ \0 I* S% X9 K8 v3 V& a
8 A1 D7 u- s, m: @) m; u3 q
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
- L# F1 l0 |' t/ ~0 U: U5 z/ O9 f
3)初级、反馈、屏蔽:2UEW 漆包线$ _3 j- w- x) A1 `& B
' Z2 E5 E2 r- M9 p9 o# Q3 i3 e5 c4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质
, j+ K: M( _0 Q& b% S. L/ |$ x* K: a
6)初级绕组感量Lp:2.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);
2 N2 A' ]$ P/ b" k& D7 l
/ H+ K0 J7 o3 `# K' f7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的±5%以内(测试条件:0.25V,10kHz))) F. o# F$ ]( K' E3 a \
4 Z. S# N/ O' L* q1 L2 M( j$ z! [
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min! `- B& }' r' O P0 d
4 U! }- f$ e0 Z- g
9)成品要求:浸凡立水
9 q2 m, J4 W9 h, E+ Y
8 o' ]4 {; \8 V, ^(3)、变压器参数:
' w5 N* A9 k3 v; T e! H. A
2 Y+ u! V3 M" H
z, U+ n% g; \(4)变压器结构图8 p# w; q$ _6 ^3 \
1 A0 O% G/ ~/ R9 v3.3、元器件清单:( q s) s/ r! T! j- d# F% U/ z3 {
4 {2 o& m) f9 d9 ?) k% M9 E
$ h; s. F4 ]2 R6 k5 h. p# [04、性能测评% C, {, I) Z6 d! V" P) k5 K* D
( ?8 N$ p7 t M: f0 x
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。. \- E0 D ~ ]' a" r( o5 |9 y
( ?7 `) P9 ^7 C7 s! ]0 U) R5 T
4.1、输入特性:
3 m$ `" A2 Q- R& | O
, s% ?1 L& \" \9 \* v( c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。
1 f( ^) i8 [7 S- \9 ~9 p3 C# B5 P4 w
表1 、无负载待机功耗(无假负载):4 W* U; I- l. Z8 J" Q( i0 v
; E, F; a5 k J/ p
8 y5 x/ x" A7 {8 m' }3 t& I表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性5 s5 g! k6 [- `. r% P- o+ M
' F! b" m# c4 r# u- l
9 S$ ]: L `3 I# [- I9 F
表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:
# f" C/ G6 F1 s5 X% R( w$ K8 m% n7 A
0 o+ Y- Y' R6 O4 j; ^3 O* o: u
5 _* K3 b8 }1 u表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性/ K: [8 y7 o A3 ]" C
% Z% @) B3 A4 g- J! C2 G% ]
; X( f% k, j5 d2 p( |6 e. n1 |4.2、输出特性:
# f% X2 h9 K; R. x$ J7 P: ~& j. C3 J O; m
注:以下数据均为板端测试: |: K/ e3 R7 a1 ]) O2 e% _
F8 q8 l: L. Y1 v. }4.2.1、线性调整率和负载调整率:$ e0 `) A3 M: G/ l
3 w& x! k, @, o) G; i: c" {
表4、线性调整率和负载调整率
+ n% I i5 N) B7 C4 g! I" r, O
9 f' T( r' z2 ?1 [; t2 d- C' C/ ]; j
# R1 N2 U+ M8 w# ~9 d- C4.2.2、输出电压纹波及噪音:
( v8 I; M* p5 ^! V$ @) J; a. a
4 v: |, [6 c8 |; f& 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。 p, V' u' m5 Q% y" e% q1 I
+ H' J( {0 u3 C7 A. L6 W6 @
表5、电压纹波测试:
) b U3 ?& J9 _; d9 q
- V- E# e% }( j8 ?& R- Q) E纹波噪声波形图:. V1 c9 Z4 `' G) l4 i0 \
Fig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% load
5 _! _3 k1 N- ]. L( y' o& A9 b @Fig2:R&N @ AC90V/60Hz,no load 3 C1 H, s, M% `
Fig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% load
9 M2 W& `$ P, `Fig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load
' L- m) {/ M l. ?& b! Z7 O3 k7 {3 c4.3、保护功能:
; U$ K5 d5 M. \. w# V" o& ^, \# l
以下涉及过流保护、短路保护的测试。; v: ^& x! O* P( d" X& e
) L t# `5 O) T: ^+ l4 Z) d( F0 y
4.3.1、过流保护:
& O7 J9 s# J2 \2 d) W5 f7 h1 B( \" x$ h' H/ q( |. K
) ~% Z5 M1 Z4 I8 m5 e
4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5A
+ s6 Y4 g' p, [' m
/ r1 w/ V* p9 Z3 H; |% q
8 o- w& `7 \7 q7 P8 H+ w) p/ {4 c- V05、其它重要波形测试
3 O* \+ l7 a, H5 T( A! y0 ~, y* U, F8 b
DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:( e1 t+ ]# O) t# W
% Z! e" O/ m8 ]) s, O& ^9 i0 kAC90/60Hz,100% Load
; j) x( ~& {) S5 u+ y8 Y6 SAC115/60Hz,100% Load
0 a1 M* Y d9 n# AAC230/50Hz,100% Load 0 [# ?! x A2 g0 I3 H( Q* o
AC264/50Hz,100% Load 0 _8 m; R+ ~0 |
AC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4s 2 \: c8 a" b7 ]0 v/ N
AC264/50Hz,100% Load 启动时间=980ms + n7 X+ H/ T3 l
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