本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-2-2 17:23 编辑 , b6 \" V! a* s: C v
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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!/ \% q' k5 X8 J- [- I
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01、样机介绍" S* ^4 k3 C" X; N9 l7 [
6 Q* u) ~5 D! d- v+ K4 B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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CR5244_5V2.4A 工程样机示意图 # o3 v" Z" k. x8 H2 v, e. D3 O/ z
CR5244芯片
, j. g' _ e3 M1 D P
- i+ K) c5 T5 Y$ gCR5244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。
3 [/ D/ N& H% l- T/ H8 b, b* ^$ c7 m- R1 }
特性
6 n5 c/ f, Q& g' A$ p8 I$ H
- c) o9 k3 r3 @/ p1 U- [● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关; % ?# \+ L- i% f, Q. I* r5 h1 N
$ m) j' Q5 S1 i4 r X7 ~
● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
+ Q2 X* k5 }1 e3 U! V8 |3 }, p; r, V1 ~: Q" y1 w3 u
● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性; : c6 J9 M& E" d1 Z% p
- t$ B6 v8 {' j; @
● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW;
- H3 H# P% _" b9 D
) o9 F$ w' @3 S [% u+ k● 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”# }5 ?4 _6 b- R6 A" e
% h( K3 t: \" n7 G: R) Q+ X● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;
) V R$ j# a J' \2 e. b3 X
' o% W: n' g5 N, v' C9 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。% R+ k4 |1 Z5 U8 u- I6 H$ p, x& ?
! c+ k1 j# z( i# ^
基本应用
" \4 T1 y$ P9 O! A9 J$ K, a3 Q, ^3 b% A4 _# b+ a
● 电源适配器9 q m1 ^: s% ^
: F0 }% o) q7 O% Z8 c● 开放式电源
5 X P k( Y. V# t! E& a) g1 ~- u, Z5 d4 H" P3 B3 c. O6 k
● 数码相机和摄像机电源
1 C! F2 ]* [3 d9 \
% I3 B3 ~3 a }4 [' z● 电脑和服务器辅助电源% i1 H5 q# t* w. k, E) i
" u) W& O; i x4 u7 m5 H" v● 机顶盒电源' |3 ]/ R V& |8 |' A
+ ?# Y" v0 q/ E
● 掌上电脑电源1 E# ^4 C4 \1 C7 l# v4 l
+ h1 g) C8 @ S6 u5 H
引脚分布" ^0 x3 x' |5 }4 G
& g4 \5 X# g8 M1 N, m9 V
5 e( ]$ T4 j2 f% B( g# @% n引脚描述
) _. }& a/ G1 @, s b" j9 T% S7 X" k; B3 C) T- [
( C# E/ ^. b/ T8 I# R V5 y
典型应用
6 ` h, O6 U( d C5 [! c
, l0 W3 c- [9 ~ ]5 J
8 T* \0 V; ]6 K4 L) ^ ^9 n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。( T8 ~2 L0 x- C ^; v
* d: ]# V3 _9 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。
0 v0 @; e. t0 u+ A: Z0 D, E5 A1 V F% H i1 V- f4 ]" l
02、样机特性
! t- S2 }" I$ u* t- a7 q/ W2 F! Y5 C _
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 P4 O. o' Z) y+ `" e0 x# y
- ]- Y( w0 e% w. _7 Z5 g9 ~
2.1、输入特性) B) o3 G$ y* L# A" k7 N& @
8 F. z) J/ E, K! C o7 j
! Z& B) g% t8 ~' t) K
2.2、输出特性:4 g2 S- v8 _; W6 b' ^, w
$ m) D$ \# w% h8 D
2.3、整机参数:
/ W& W4 |* i" N; ~+ b: p3 z
. Z8 c7 T& | B# c8 j& J2.4、保护功能测试:3 E( ^6 ~& S r6 w/ u. M, Q
: v3 G/ W! r- F" b/ `" I) v; L, ~
2.5、工作环境:$ q( {* v9 f; Q. G$ P/ v1 Z% a
; o5 `8 `& K9 k- t4 a2.6、测试仪器 T- M4 a0 ?% F0 E! e Q# a
( {, |# H3 ~( _+ m1 s
03、样机结构信息/ L. |: {2 D4 w% _* n1 i! k- I; d8 K
: e$ K5 p& C$ k* `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。
+ g9 P7 }1 q) Q' H- e+ ?; V1 X9 j7 d' @0 X. h* m
3.1、电路原理图及 PCB 版图:( L2 D a5 u4 E, D) }' \8 L
% [! V- {2 m' w8 [3 ~4 p9 q(1)原理图:) u# {, @3 K9 n' g! u5 O8 h
. c% I/ ~9 q! n4 F$ g(2)PCB版图
3 a# D9 R S5 H) c: a A- a$ y( W6 C7 S
F9 @- I: [- y0 |9 ]3 T l6 z; O( I( u: o
* t2 j: }% d0 |+ z, [% A2 H3.2、变压器绕制工艺:1 {3 ~# I9 v$ T% `) s* @/ l4 R% X
- @, b9 @. D& i$ _- o/ b- o( V: s+ [(1)电路示意图:
( E8 p l* Y4 z( c6 B% \! k7 m
5 \- ?+ `: v- T/ M. [
. U" H9 V$ D5 O) j$ d(2)规格参数:
5 N" @+ O1 e" u( L& |' }0 x) c
2 ?! M4 Q* X5 R- J' ?8 M1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=33.5mm²;
4 X2 y' \4 f" y7 A+ \3 g1 v3 u$ h
2)材质:TDK PC40 或同等材质;2 V6 t W k: ]& c- g
( S" T) J+ x2 z3 @+ f1 R) e
3)初级、反馈、屏蔽:2UEW 漆包线8 ~0 U: N& ^* B% k+ }/ H
; [5 i" S& i2 {8 `1 L2 T8 m+ C+ U
4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质 l2 ^, ?2 {; e, X% t% V
/ o. r4 E2 r m+ m+ F$ |- I6)初级绕组感量Lp:2.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);
6 L+ F, @! K8 R% o7 M' Z" F- H; G- T( M! R
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)); ]' [" @) a; {# y+ Q
, _3 a4 R. J. P9 d Y8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min
4 a& j. z, q# s" M' D# B0 i7 o( v" P
9)成品要求:浸凡立水( k# W( d( M5 e9 b: J$ A* H
6 a9 R/ F, h% K+ N' _(3)、变压器参数:
! R' E8 z6 q. @9 p, Y' K) O0 l# @/ I9 C1 {# A
% j! s4 ?) ?$ Q4 g2 e A4 W* Q; b
(4)变压器结构图! t) c; b9 D2 v; P* B+ Z" T
& K* D/ E" e; s0 b2 l8 z3.3、元器件清单:
9 M0 S, [/ o) \5 E$ I$ V; I7 f1 q3 f; O/ F* |* ~0 \
# I! C9 X! Z" F" m) L+ i+ ]3 L5 K
04、性能测评; n+ Y% H2 O- P, j' x) f2 B, H
2 h& ]& B( s$ [9 l% _: U
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) ?& T! U7 d: w) H' w9 ?
% Y. J! u) D% c5 ]- F- [4 R, D
4.1、输入特性:7 e! Q0 ]) i7 g# \1 s$ @
+ X7 X! D" [# i4 u f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。/ ?$ E( u% M3 i+ B* U
" A& y/ h; k5 b表1 、无负载待机功耗(无假负载): N8 h5 |7 p: t
: f( U7 Y# J5 o. J' z4 e: q2 U
$ m; T+ n8 O, X
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性8 k: I' P, [# J
z# P! \( ]. G0 i
3 C% N: g# J' X! G: }! G表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:! b* W6 C, l- U
* x3 v- P9 }7 @- @
4 t7 f8 O0 n" M& i8 _2 o表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
; r2 Q. a' D" p$ p- t% M
: B% \( i) g7 R* |# s. V" `# |3 ]2 ]0 Q, u4 S( i4 |. I
4.2、输出特性:0 V+ g, Z; B- m7 p
* K+ u6 [( z4 w) Q1 E2 s% b注:以下数据均为板端测试:
4 o$ m5 V9 ^# `/ E" u$ }& g
. W6 P. `- w! ]" R/ Q+ N4.2.1、线性调整率和负载调整率:; @- N- m0 y1 q; W2 |' f5 J
2 ]- j3 O% _5 x) ?, `
表4、线性调整率和负载调整率
9 I! B! l8 K: o4 Z
- A$ B, j4 Y$ O+ `" M1 R8 d
$ n H! G% v1 P1 V4.2.2、输出电压纹波及噪音:7 O9 d m7 }+ q, G; h- p
) r3 g, c2 i0 n
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。5 T5 @3 L; r: P: Q6 ?
3 [. Q& e0 s) l: N4 l表5、电压纹波测试:
+ o3 @- F/ [: k
: k: b% ?7 z: S, b纹波噪声波形图: x/ F% A t: d, Z0 f5 H7 s
Fig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% load . X: |+ U) M& k4 S! v9 r6 a
Fig2:R&N @ AC90V/60Hz,no load & ?+ b# D& |" t& \$ G
Fig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% load
# ~) r0 ]7 Q# L/ VFig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load
! D9 u M1 k; T8 M( n4.3、保护功能:
3 o y) L% i5 S- x6 K
4 |" c/ w3 v% f) Q5 Z" I4 z# J以下涉及过流保护、短路保护的测试。6 P. D; A! O5 m: Z
2 l! |$ k K4 U. a( e( g3 P4.3.1、过流保护:9 h' I$ E1 w1 l5 x1 v! Z' W, w. l
# p# }( L" y* {: A/ X
1 v4 B) M; J+ y# e4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5A
6 x e: P5 C8 U2 g% D$ [3 U
# D4 v8 j) c: T% `; Y9 F$ X3 k* J' X- W- Y, \
05、其它重要波形测试
. V2 N: K4 w' s0 ~" y: x8 P* Y, O
: `5 ?2 Q5 D; m$ K f4 Y% H. ^DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:
1 ?' K5 o& I. e# K& r& y( t4 V# z* T2 s5 l/ n; u1 O
AC90/60Hz,100% Load / D+ F K- Y2 I) J% T" o& X
AC115/60Hz,100% Load
9 ^) |* r$ ?4 lAC230/50Hz,100% Load 6 J; p5 f2 J5 N {% P
AC264/50Hz,100% Load
+ E' p( W; a3 M# LAC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4s 1 f9 L4 ~* U, h
AC264/50Hz,100% Load 启动时间=980ms & ]8 {6 K% B# [+ [) O* g
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