本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑
! b: O+ P# x6 i5 R1 Z% C: V. Q$ _
0 d, }& Q/ F8 X6 C. d概述
! }- Y7 p' K/ a$ k
% W# R Q. c$ M% z) i# ]电源芯片被称为“电子设备的灵魂”，几乎决定了所有电子设备的综合性能，而本公司是专注于ADC、DAC、PoE和DC/DC 芯片级解决方案的高科技企业。今天给大家推荐一款本公司主推的CR5241电源芯片。
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2 p {* Z/ w8 i( `+ ]1、样机介绍：$ U2 r' Z' E6 y$ N
8 z. @# U7 N& G: i. N# u: }+ M$ Z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10.5W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR5241。
- M* ]( a+ b3 B9 u/ K$ D9 C8 U8 o& K/ e/ N
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 , n5 q, M4 m- U' {
关于CR5241% f( R; k. i3 O$ A- S3 z
* N/ h6 ~& N5 c9 L( S1 `CR5241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。
/ I* {$ V( r! y3 G a. s B* B& @: ] x2 t- C, o# q# f
CR5241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。! P! c+ P- c( H! C( i
0 K1 p% Z: X4 v. b
芯片还集成了最大输出功率动态补偿模块，从而保证系统在全电压交流输入范围（90V~264V）内最大输出功率点恒定。
3 B3 M5 r+ Y" s l ~& ?8 N
a8 }1 j% G. T' iCR5241集成了多种功能和保护特性，包括欠压锁定（UVLO），VDD过压保护（OVP），软启动，过温保护（OTP），逐周期电流限制（OCP），过载保护（OLP），SENSE引脚悬空保护，GATE端箝位，前沿消隐等。
) @3 }: T& b! w* f) k/ O0 m; k芯片特性" {+ d5 A/ O; }; u/ W1 }
$ i; d4 q, } o* f8 K6 j/ Q
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；: _' D- ^8 ^" u. I$ |$ u
* p1 b' X$ A2 ~. ~8 i
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
9 Z8 F# K! c& G
2 `1 V. q. |/ V) {( o● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；" H% P) O; f8 h; T/ z- W9 N2 o
% B+ E) o; X4 f) [0 Q( S
● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；. ~3 ?, Q) s- C" z
8 B9 o8 P! @, X6 S, Y: a● 输出接20AWG 1.5 米，四点平均效率:>80.0%，满足“能源之星V2.0-VI 级能效”( P4 s2 l, A5 \5 v- C7 r8 ^( \
3 l v3 \9 _: {5 d$ Z# o& |. ^0 r) H
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；3 r3 y( |# z/ s) T& m E# W. }
; r$ p6 A3 H r o3 }, H
● 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。
4 O3 K; @1 S1 z" l5 L$ ^9 F8 E# T- I1 X
! a2 d! V# @/ q- k6 ?) l基本应用
4 f' J! J n9 A R: i- r
" I4 N, Q; Z9 U电源适配器
8 Q+ r* B: J+ z/ C+ n) Y4 `$ E9 B3 [1 {$ B0 c L, Y, b
开放式电源5 I! I. x2 {! A4 F. ]1 G3 h" a
. \8 b3 z }6 t1 }8 o2 h2 w5 u. p数码相机和摄像机电源: p* A- G' i! f
. L1 m0 z7 R; M5 ^电脑和服务器辅助电源" x. ~3 k* X7 m* @1 w( z! C
- s$ w( j) f3 U+ c8 h$ U/ m机顶盒电源/ K, m7 y) S8 Q7 J
& d* V1 T( T6 W
掌上电脑电源3 j% @$ }2 ~& T' o h% g/ W
: b1 ^4 c" B8 I- ]# d- R/ X引脚分布
k* U5 ~, D: |! C9 [) ^# J" l3 I; a% O- ~ n6 Y
5 W2 V5 X A2 F5 y( f2 g% H% [
! m, E# o$ d- e5 X% ?8 ~引脚描述7 n2 S+ A. S3 ?% O* _
: F3 |$ o2 m7 N- S3 G
" g0 ^, F7 O( |4 }6 e典型应用5 a/ t8 M' k2 ^8 f9 x/ l/ {- m
8 G! z- d5 W8 G& ?1 H. a0 K& J
% m9 [- [! N9 {- A# Y4 X# F) Q. i$ c7 ]# \2 O7 _* V% N
该样机大小65mm×38mm，AC264V输入待机功耗<100mW，平均效率>80.0%，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。5 [$ z+ ?# S4 M
4 Z! {* @+ f: R Q) j1 J% v: v; e样机的变压器，采用了EPC17磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。, i$ Z* @- i l$ K
( {7 j/ } i, E$ x
2、样机特性：
- l) {% ^0 v+ X5 ]! M6 p
# V o/ a- V8 V( @4 C0 V* n2 s2 S+ ^# K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。
' H. q9 _( h# K! R& Y& }, l' x2 l9 B" `! a0 `
2.1、输入特性：
1 z" x% _ X% v# s; {$ u2 v6 W6 g
3 @- W2 D3 t8 @- j$ P2.2、输出特性：/ u8 T# C8 p( o b( u" y, T: f
/ R) U; l) _* k" u0 C
2.3、整机参数：& |! [. ~8 |# a, l5 L
' @5 V% { K! A" ?# z1 |2.4、保护功能测试：4 G2 S2 K+ l3 @$ g( r
; u7 m4 |" n, ~) L2 ^8 N9 `
2.5、工作环境：* q) E$ q0 U1 `- \9 U
5 L2 S* D9 c" m& u$ B
4 f/ A k9 p3 o" h& u2.6、测试仪器
3 y; R: \, z. J! R+ T$ t: l3 {/ l, { u% w
3、样机结构信息：, I' D* |$ s% p; {, a
7 z; \. u# r/ E! o4 [" _5 C
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。- G( Y, X8 S, X6 D
# e' M+ Z% I' v" X# l3.1、电路原理图及PCB 版图：
( B3 O" O" S: B& Z- a/ A/ K6 o% Q$ s# _ M. t. V) O7 \( t
（1）原理图：) q4 y5 J' l: n" c
, d a0 I% m3 M# r
（2）PCB 版图：4 H3 C! m' r$ ?9 B( E
5 n( j* R" a8 r( ]1 j
9 G5 y) N4 Q d8 Y$ c( I0 \- a3.2、变压器绕制工艺：
6 T4 \+ o7 }4 T6 V5 I5 S8 s
/ p5 J* r* a0 w: M) ^1）电路示意图：
0 d; q7 a: B6 G/ B: i4 M, U* Y D
" x% i Q' {5 Q* C
（2）规格参数：7 e# s/ u6 E" v3 z: f q- f7 e
0 t9 b) B% S( b& c3 _$ l T
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
+ L: j: Y8 i u/ y2）材质：TDK PC40 或同等材质；
! D( b( z* ]' q- H9 E( p3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
' n7 h: b& H- b7 G2 H3 s4）次级: 三层绝缘线# F/ d8 |2 i. f0 Q2 |! {1 E
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
; y! @) h' p2 j0 M1 A5 V7 v& u- Z6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
6 b L0 d( F: R$ V8 I, ^" l. I* J1 g _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）)- N* y( o/ G$ d& O
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
4 L% ^( o) l8 l5 T9 V0 F& b9）成品要求:浸凡立水
2 k1 o: y7 O( A$ G0 e2 v
. `0 `& K. {$ o( \(3)、变压器参数：
5 z, o. x# B0 l' L \: ^& Y
@; R& z, G, ?# x7 y+ ^5 h9 n9 r$ G% O# q- ?/ q4 e1 A
（4）、变压器结构图：
: {& o' M4 {6 a3.3、元器件清单：( S* x' G9 Q p2 ^
- i. p5 I' t* T
9 R8 b3 G0 E( b- {8 q d) P4、性能测评：
1 r" Q1 Q8 Z0 a1 K
8 K$ }. w) f+ c0 a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 W% i% U i% w% X% U
1 V. o4 w% k U P% x4.1、输入特性：
& `; B# ?' l: N
9 B6 b8 u7 n: _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。
" N; O w1 n9 C4 T* t2 ?$ H3 A/ F& I, j% Z; l0 ~" t' r! f
表1 、无负载待机功耗(无假负载):6 t1 [& q1 }3 q1 R; `! b1 _4 l
6 l7 w) f; c6 W( g$ s8 D4 S: q$ \+ I: c
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性6 P; h/ Y3 y5 Q
# O$ V8 I& s9 ^* ]1 _- n8 \3 l q1 V
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
4 X* r% C! B( p
/ Z0 h# A) ?+ |; a" W, ?" I" ]) x/ B4 k2 C# `1 Y3 p
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
3 `' g4 S9 c% G; t; Y- `
% G1 C8 X$ d3 V4 H3 h& Y- t; L
% B- P0 R! }$ y6 V* x5 T Y! s7 H4.2、输出特性：: X8 W7 y# a( W5 _* a H) e2 n
' y! {6 f$ u# [; B0 A注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；! A2 T1 B4 v/ C# X2 @# ^
5 P- _. U) Y' Z
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
2 J) }$ }' o* m' ~; H0 C2 Y$ Z4 A& l6 S$ U J" l: ]( }
表4 线性调整率和负载调整率:
4 @4 D) `' f, E5 l+ L
7 I- d% p: n( u8 @4.2.2、输出电压纹波：
- N1 g9 r5 |# ]0 H% x& r: v
! p1 a+ T/ z3 l4 g' N注：纹波及噪音在20AWG/1.5 米线端测得，此线端并联10uF/50V 电解电容和0.1uF/50V CBB 电容，示波器带宽限制为20MHz。
* ]# a2 l' w) ~- v& F3 N+ j% O/ }
; H5 G+ [0 E# l1 @3 f% y表5 电压纹波测试
: F6 H& Y2 H. I5 O6 O9 z3 N: [& ~& `1 x" ]3 [# O5 Q
纹波噪声波形图：
0 ?5 r" P8 O' p0 u; d6 t. d8 T0 E# r+ ~3 o3 k2 T! F
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load 5 p7 f& W, R: q, N2 m
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
; B2 y% o1 B& O* @( i
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 9 v7 z. E4 q+ W2 y$ |. E
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：+ P/ i/ B: C2 `6 ^4 f6 ?* M# d
& T# @" m, ]0 t& A以下涉及过流保护、短路保护的测试。
- E' U& I6 C. {) a; s2 q7 F( h R! e! J, R/ m% _. t" n/ ?
4.3.1、过流保护：' t8 k5 R* C/ ]7 n: }3 p/ O$ q# p
- ~# ?7 `: ]7 N" n0 z: J$ x" z4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A0 i) ^' b: W" c/ r
/ g' w4 V% q- g7 `' M5、其它重要波形测试：
8 b7 G: ]3 g6 g4 O& u
; \0 N! F$ M5 u1 tDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
# c7 o* w% i2 ?( o3 ?: Q9 B/ }& @" p7 D" Z2 y4 l
AC90/60Hz，100% Load : s# s6 a+ O6 W% I' r0 Y
AC115/60Hz，100% load 7 B: D! K3 E q8 x1 ~
AC230/50Hz，100% load
' y! |1 T3 t% V t# {
AC264/50Hz，100% load . d: O) a2 N9 O" T: }
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S % |, H) K# l4 |3 s
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS ) F# o; S0 ?! B+ M0 l; u
6、EMI 评估测试
3 z6 N/ z. \! G; P* E2 e! ?5 q! O3 n( y! r3 j2 S; g; H
测试条件：6 ~0 G Z9 l) K" Q% k( K
' ~( e4 z" V K5 Y4 n) J; a. Q5 O
输入：230VAC50Hz；
3 O/ P( K1 @3 x: ^0 ?; X4 M输出电流：2.1A；
2 A$ v# v7 D# r1 F8 f" K4 c负载类型：电阻；
, {( Q+ V/ d6 P* k4 L8 v) ^1 Y3 G限值标准参考：EN55013、EN55022B8 O+ S3 J, {4 e6 h
5 e* `9 y7 I' Y: a8 I2 U
传导L 线测试PK+AV 0 t* {5 W5 P7 J' [
传导N 线测试PK+AV
4 X0 i \2 e/ m4 y2 }% ~
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-5-13 10:16:24
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡