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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
8 P3 P9 h& p/ u, z4 h8 y+ V4 P+ p$ U+ B/ \
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!# Y6 j, B; [( o% A$ n2 e* D
' p. s* D, O9 V8 d- [9 t5 }
01、样机介绍
4 J" ~6 E: q- ~! K7 ^9 U/ c5 @2 J6 S. S. I% c3 `
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。
* b, E" ]  O+ k6 v0 O
6 r' i8 P1 ~) o: K+ U/ L
CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

" f) y/ d. S8 ]/ E, dCR5244芯片
6 |4 p! e" C& u. Z% r

0 C7 N! Z% a) e2 r. ~# tCR5244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。% ]+ G. S: [& J( ?7 n
5 w8 L( C- y7 n; M1 f
特性
7 P, V* E- N8 ]4 B- b8 f; u; `1 X6 Y; s0 k
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关;
) T% P& g; R( P0 J+ D$ S$ O! N2 ]3 n! Y7 q  T% {8 Z
● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路; # O0 J% }2 Y7 q# }

6 u- A6 [( v1 y& R6 ]; k● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性;
8 d8 B  w( I0 ~- m
, v% N! I# v+ t  i* w! F● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW;
. ]+ W) V' c6 c% c% u0 v. E2 T4 h
- ^+ c6 {' o6 t● 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”6 l# R  p9 a. N" m
$ |7 `; l9 Y. ^7 t6 {5 V5 @- z
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;. L" s! l2 t. Q: z. ~" h1 K' }
, m: ?7 d0 O, [( c
● 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。
: ~; Q* W6 o4 I: X9 [' O4 r& \8 t# x5 G
基本应用
$ ^. g( v3 _* h4 z- {8 H* j! m/ p. ^9 K1 ?
● 电源适配器; _* U2 C& U' F8 v+ Z) ]& o

$ r/ @1 m+ i& [! a* L9 u● 开放式电源3 `, w+ o) l- {+ C5 W% B. H1 k

, T$ H6 V# v( K. @- Y● 数码相机和摄像机电源* u2 Y1 f; z' s

# m: ^, f! G/ U3 c● 电脑和服务器辅助电源  M. z9 |1 h, M0 f

4 e& q7 A  a6 H& t● 机顶盒电源
8 ?  g7 f3 ~$ i: h1 {$ |1 r4 I4 X8 n8 v
● 掌上电脑电源4 _' |" M. A1 X' J+ e  q6 }
; O* C* M. E* R
引脚分布: V+ k( j2 S+ o% H, w& \

2 [) Y1 D$ J! X

7 E% W- g1 h' Z7 a# Y0 b2 Q引脚描述6 t+ O$ B; e4 S: C

: L. e$ s" _: y

9 o9 R, m) D$ @7 W- d) c典型应用
* n4 d! X' A' @5 N) Y' S' x) t& R$ r& i$ f6 X0 M6 T( ~
) C' M% w3 |$ D" m$ t- W5 E) h
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。. l1 G) r) b& y3 G" \6 b2 A
6 a) z( j& N, [
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。, G4 `( u- t# W' |+ o

) [0 u( A: b7 G02、样机特性  O5 e) z! ]) t' H8 v: C1 K- l

5 k, m5 \! Y. x, d! H% I# 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。# |0 T$ |0 K% S! ^( J* C/ T3 A
7 y4 S: P0 y7 V+ L" z
2.1、输入特性
/ {' K% Q! r' e9 L. m2 u* `

, N: v7 k9 J# n" L" E$ ~" Z
+ @% z3 `6 V3 [1 f, m: K4 a2.2、输出特性:/ e9 Q: e9 q* I) T2 z6 d: A/ t

1 A/ ^7 s6 C" a, R2 d% K/ l& A8 N) Q) z$ y2.3、整机参数:# c3 Q5 h: R0 K4 }

8 r% A  e' u0 }' c9 h2.4、保护功能测试:# @/ B& F5 Z) F" j3 P
, N. g9 I! f5 B6 _/ `
2.5、工作环境:4 K% u, O) y. T0 [. ~

) b& K) }% x0 l2.6、测试仪器
" e; i+ _1 F& K* C& _( E7 \

; _" |; }+ _$ v, p03、样机结构信息
, X5 |& X) C  q1 W
% L0 k' N; P& \& E% C  R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。 4 S+ ~$ A3 U, a, q
9 ?+ z& z3 E& t9 Y" V- `
3.1、电路原理图及 PCB 版图:8 ^$ [. A, M/ l% E) y5 g

! O! M* ^3 v$ n9 `8 g. }* O3 Z(1)原理图:! M4 b% S4 ~; ~2 d

8 e/ C# W( J( ?
(2)PCB版图
/ ^. e4 x) E+ ~0 U5 l+ @% ?' h4 X% b5 P; p

  T4 [) q2 ]3 _, f

$ K) N/ N& D) O; o- ]  Y9 I$ X$ K

% C: Z1 l; C- p2 {" g0 G3 j3.2、变压器绕制工艺:. B- z; [" E8 r, z* w& \4 X
0 o; t0 @) F# B# P) y
(1)电路示意图:( `3 ?* B+ l; L' O9 X% I( Q$ H
3 R7 {* n0 p! D( f( o- S, O. i
$ L1 S3 ^+ J: c
(2)规格参数:& `( `9 _$ {3 N9 l
# L; r9 C; S; a$ l4 \; z
1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=33.5mm²;
6 y7 T  D7 {$ x# v* D6 K7 ]4 s% L) `$ q' k/ h. }6 _3 f7 N- M& A
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
  W4 H; j  u/ M9 D4 ]; f1 U. Q1 F8 X1 A2 p" g" R
3)初级、反馈、屏蔽:2UEW 漆包线& |% ~9 ^0 i0 d8 u. Y8 {
5 Q" ]) E( U. u1 Q* O
4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质
9 h5 u0 D4 L7 Q9 y) ~8 k. u
! g3 p" v" p. ^" F9 F) L3 f; L4 P6)初级绕组感量Lp:2.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);
+ r, \3 \1 T6 M* a" ?
" D- j2 G) g* V/ c8 P4 P  a3 U8 c1 ?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))% b& d- G0 d! v6 f) m- _) `/ ]

! ^& b( N2 i( [) ]) x& ^) `8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min
! z7 i# {) W8 ]0 R( @9 S1 F4 J
9)成品要求:浸凡立水  e( j7 o8 O/ ?8 E4 L
! `. g2 B" W& n1 E0 L) ^
(3)、变压器参数:
9 ]8 A! W( b$ \9 y: i! Y
( _& v7 v( M2 f- J
4 ?2 p/ q) d' d3 {
(4)变压器结构图! n0 B$ p4 t* [9 e; Q9 e- W9 F
1 M4 f9 ^+ j' t" G
3.3、元器件清单:
) |( f, j* A) k8 ?0 y6 }6 r4 l- i4 W! x% v/ U$ H

; i( L( q* C8 h3 j04、性能测评  f/ [, ~: w5 m

0 U& m; o/ `: ^& ^# k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。4 Q1 f. y& t. [& T( G( q/ ?
( U% v: O1 H0 y- y  D7 B" |/ ^
4.1、输入特性:
6 h8 i! E' ^7 o, |% m* v2 [7 k$ |% \1 e) m, x% U4 L( [
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。
$ U$ B3 K' E) |! y" y* m$ L/ t! t1 n! X
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
& x! L$ `4 r2 ]; K8 J! k7 x, V8 b4 C& M) }

' s" C6 t/ X& m* P表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性5 Q( Z, I; k& J# b+ T

* i  @! a- c# D+ p- A/ O, s. H
% ^( ?5 `+ @: Z' Y$ {
表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:5 ?' G( [& e" g$ {& Z
* }+ J" D, S  ^( o! t2 `

7 c& \& K, @5 J) N& t) i表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
, F! A6 n+ [/ b, T! o( |" K  y6 v4 X( [) |: O

2 s8 T# _6 @( |) }9 _$ }2 P1 n/ Q4.2、输出特性:3 g3 ?6 |5 q4 v1 T
- ^' ?3 Y  ^, k
注:以下数据均为板端测试:7 z2 t- D% @* Y5 K$ p) g
: Y' R: I! W/ m; S. u& }! u4 H! T
4.2.1、线性调整率和负载调整率:' U$ M3 y1 m9 E9 p. n
- [6 T* a* v0 G- F& q$ T* u
表4、线性调整率和负载调整率
! a3 a& t+ p$ c1 F  a
4 q5 F8 @! s- ?- M" S1 u: w& l

7 \  n+ v: ~5 Q) o4.2.2、输出电压纹波及噪音:# H, F% ^: L( k) z

  I$ L4 q; e3 v) Q* W2 L* 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。
, \1 G) D7 o# [' |' }  h3 k% Y0 X, c8 ?
2 G$ o7 K; A* _% R& ], Z表5、电压纹波测试:* k( U4 b% m& U( h9 T. o

' W4 \# B: A' B, b4 j  m7 o/ `0 ]
纹波噪声波形图:, h! \1 V3 l" \) ?/ ~1 E. `
Fig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% load
% y( O; c- \) k5 C
Fig2:R&N @ AC90V/60Hz,no load
$ ~$ R  t. J. g
Fig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% load

' X8 Q- G6 \% b$ X
Fig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load
, c/ X$ V4 S3 l: {5 p( |, y7 p
4.3、保护功能:
0 A3 \, l1 `6 v+ W  L
# ^* P% a& u/ `7 ?9 }7 T  r以下涉及过流保护、短路保护的测试。
/ }: g4 c$ W* B: W' M0 m5 ~
+ X# r7 Z( M! {' M! n2 p: G9 s" G4.3.1、过流保护:
. ^, s8 _+ a5 a
% V; B1 m; K& P/ I$ K

: N0 [( @$ I! _9 P. a! W" R8 c" t/ X4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5A% D! f$ a) [' @: Z: W; O! S/ |: K* y
! k1 c7 A5 y+ J0 P
* y/ S  K# T( ], ^
05、其它重要波形测试0 j1 G/ n5 W& S- t/ [9 Y* L
6 n. e$ R' C' A# E
DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:
0 a$ p: P- _9 ]0 \# U. U5 g, m9 y1 a, k) O3 `$ U7 ^: b
AC90/60Hz,100% Load

# d, D3 \* k/ f4 ?
AC115/60Hz,100% Load
3 b9 e% {# A- p+ z- H$ R
AC230/50Hz,100% Load

' O! A$ u  u1 p- Q3 }
AC264/50Hz,100% Load
6 _  n$ I# N: y3 t# M
AC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4s
2 s& \  y" H( T0 x6 r
AC264/50Hz,100% Load 启动时间=980ms
! Z% J+ p5 T! I

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