本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑
$ Y8 X2 u- E! a# L& b9 d% W- A/ H) f V" e) z' v
本文所介绍的是基于本公司主推的CR5241 10.5W充电器方案。其中，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。8 v. s. t9 x# `+ |' B
; R8 i T$ H4 N! ~1 E; x
01、样机介绍
, o5 X; Z/ ]1 J* i# ^
& `% ^6 y' v- g7 Y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。1 y% j0 T, A6 m/ Q' Y
: m% Y/ E: v3 { S3 f" K* }6 |% _$ M) p& `/ Z# b. O3 `3 f
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
. T* J5 X2 h+ ~关于CR5241+ `3 E j2 L; p8 C
* C! Q. {$ P5 j% ~4 j( Q8 v0 E
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。
o0 _/ F9 v4 r0 R+ K
, a" A1 m$ X) d3 ]7 BCR5241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。8 \4 M; h0 M6 U! n
( w& U$ N q% ?: _, \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。 n# `- g; I0 o) `6 o
) K1 i* c# l% ~( m% U* qCR5241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。! N* r. `( B' V) y/ J% \& `
- W. g+ z5 g( j' Y8 g. d
芯片特性" i$ Q9 H; C& m( r8 s* j
6 {7 o8 ?1 z: p0 m2 S● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；3 g: J3 ]+ @4 `7 i) c$ v7 }
( Q) l$ n2 R+ D5 C( X
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
$ ~& X6 h7 g' A) D7 g; T# h7 h0 D7 \. h) B0 I$ I
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
# k' A* R Q& J! [ k5 a
1 ^: B+ ~8 s7 D0 {● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
# i3 v) J9 L. p/ X& U+ w# `6 F% M) R6 ^; M& f. }
● 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”: I, C# |6 f, j% {8 C0 k8 M- `
- g" }( a/ t8 {● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
9 j4 I, E8 W4 T$ O: O2 h8 G0 f' _/ v3 e) t [0 L! q0 g
● 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。" _9 s/ T/ Z5 |1 x
" x" J& O# o0 C, ?7 ^基本应用' B) ]6 i& t: Y, G: @/ _* m5 N
$ ]7 ?8 h( P0 n' I/ V. K) E4 w● 电源适配器) f9 @: h( @8 c8 W* ~* Z
● 开放式电源, ^* U0 T- @% ^1 |
● 数码相机和摄像机电源
3 N# _! ~, K6 L0 z) r6 B7 w5 `● 电脑和服务器辅助电源
) z6 b; _ C3 y0 J+ P' `6 I● 机顶盒电源
- H' s7 @4 A1 ]) i● 掌上电脑电源+ c5 l( u: w. i- E5 Z0 z1 I
& R/ C3 a V. T- I$ H# i1 M: W( Q引脚分布) {. q0 Z4 @/ q4 ~
0 f" b. B% t, H b, g引脚描述
* j6 y0 ]6 q% {: \
2 l# U0 ]) A6 x2 p! A3 P/ _( E+ \
典型应用
2 T* Y" l m) h# O4 `1 T8 H p/ f1 N9 V W5 q
, i' F# x$ L& R
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。$ H5 V6 H. j- u) @# S) j
) H2 C6 o8 S( V& f- y! r3 h! W
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。" M! ^5 F( K4 h: b
) I6 b- W! U. J+ T' }
02、样机特性
1 u& E! {; q0 m5 e2 w* u# W( H$ V! t2 P/ k0 J+ _- F
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。7 g/ ?& Q9 D& V2 O
# b$ g5 x- e, I. L; v! e& Y! y
2.1、输入特性：: r/ A+ t5 e6 h! Z5 k$ u
0 o& K. A) v ~' F3 T& h
2.2、输出特性：3 t! M* z; F# ` ]# x: a) {' H4 t
4 z* |+ {$ w/ J$ n% C( E3 Z
2.3、整机参数：. s2 e7 o/ V% H# Q9 T
2 `1 v) L1 B+ H0 Z/ y+ ?; T3 s
2.4、保护功能测试：2 r. w/ T. d! P ]$ N4 M
* J3 x; m$ r7 [' c* e y( V2.5、工作环境： W( b$ m9 U+ u5 R, w5 q
: A. Y2 w7 B7 I. T' O; n3 j) [- z$ @
2.6、测试仪器2 W7 ^# e7 F+ i) n
; S# N8 e# x6 |
03、样机结构信息- Q# Q. P, m* D6 F, z V
O) r7 |% C& h. s0 O( Y' D8 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。2 h9 @2 M# q+ M- f; d+ g- C
; r6 A9 @$ {4 w$ Z! h8 I& o; z3.1、电路原理图及PCB 版图：
( K+ [% [) S& N3 g
! a! y: |7 C3 i（1）原理图：
1 O* y; V9 q& r* J, ]5 D- W: r7 m/ i' Y/ ~0 Q+ C# i: C
（2）PCB 版图：2 R0 @% c2 e" z- d
! p+ H5 N; h, `. v% Y, g
7 \: g5 c6 I. e
/ A" G# ?- [8 u0 ?, k- d8 u5 h( H/ p; j9 ?" ?
3.2、变压器绕制工艺：! b0 N0 p# o' O: G& b9 `
) ~0 P7 f7 d( V. k) [& i
1）电路示意图：
4 s, R- _) F* A" v6 C7 B# q, @8 g
（2）规格参数：2 S6 U9 T) X! M! X
" l0 M4 j9 d. U: o3 F* o# q3 z: n1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
/ I9 \" H4 x; v$ ?+ P3 O2）材质：TDK PC40 或同等材质；
' k9 _- K! q7 d* \$ J, b" H. E3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线, {; r/ i0 D. Y9 F4 |
4）次级: 三层绝缘线- S5 p0 J$ H; i* I) V
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
' d/ @& I5 h) q, t) s6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；# d- V' `$ z( w* F, v8 O) E
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" H6 x! ?1 h/ ^& l t) w% e2 E8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min' w, g6 T8 I5 V) @/ G2 |
9）成品要求:浸凡立水 w) A8 l7 W0 ]8 f4 \7 L
$ B# K& Z( |+ P1 u- c
(3)、变压器参数：
2 P) D/ U0 p1 Q0 a1 i3 ~7 _
0 [% \5 v) b2 J" Q# k' V4 E- `' A2 |; h, j1 j; [0 Y1 U
（4）、变压器结构图：
1 v8 @2 T4 x; |! D$ \: ~* U& v e3.3、元器件清单：: C/ ?, i0 n6 v, g/ ?* L
0 ^/ j u' R' o9 z0 ^ ?) r, S; I
7 Q- ]( n$ [8 ]* @04、性能测评
m% ^( B* A9 d/ P3 P0 g5 u a! H9 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。$ _; ^8 _: d; [4 k7 g7 R
) G- p. p6 b5 o9 J7 z
4.1、输入特性：- J) D$ \, S& G0 ]
( C$ X- G, i' N' q
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。
- @/ ^3 ?# z( y& x2 [" {7 ~5 A" K/ b* Q) h" z
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
& N( l$ o/ A# V; Q: V4 O( X7 m$ Q! i G, ^3 v1 @- v
7 U" h* P* x5 T. R# W: x
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性" H1 l9 u7 D Y% ~3 K. L+ Q: h
1 X" |3 e$ X9 A+ P7 A2 W
% k# a2 ]. {" h5 E- f表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:+ p% G9 H% _( Z' x, u
/ K& e& ~% t: B; ?# m" \( \; R" J
" a, U& H5 C. B& t
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
/ r1 s" c* j5 K o# b& d
+ w' I" ^$ [: d6 a3 s' ?% t4.2、输出特性：6 ^. _# g" O4 W4 z
+ t4 `/ }; R2 B
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；! n/ ~; W2 w, g
: ]! @* j2 `% V- B, d( K6 x4.2.1、线性调整率和负载调整率：2 b" }3 g, P& J' l+ Y
% ^8 ]: i D7 q表4 线性调整率和负载调整率:
, Y+ u9 e+ |% s- ~4.2.2、输出电压纹波：% A) N. A- f; @- r% w$ o: ?
' f% F$ S5 r# I
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。
# j/ v8 o1 D6 _) R' ?9 [
; U1 |1 o: H# F0 s1 Q8 [5 W& p; y表5 电压纹波测试0 O1 t$ M1 Q5 ^
0 ?, i7 e4 L2 A" |/ h: K1 _8 C
纹波噪声波形图：, v( z% x) ^; C4 c$ j' |
7 b7 l- q1 p0 j. q! E, @
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
' F1 m- _3 @% i- G p$ ZFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
$ X- N( w, {) b {* `Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
$ \. n# q4 v) w1 z& OFig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load ) ]9 [; G8 ^ Z+ ^3 I" Q1 u0 W
4.3、保护功能：
1 U1 X: U6 C; T z, x1 i( w, q O
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
: f$ r+ t) u- ~! l; q0 U, U5 K7 D
|: O" i3 X. U6 ~2 m7 r4.3.1、过流保护：% v# E% F/ E/ K i j
- f7 ~! u8 R! j$ o/ R9 Q$ ?3 X/ a0 n: X
' K# l9 c! X4 ~) U+ ^4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
0 ^2 b7 y- x3 L! j/ c0 J' z7 f$ |9 X; @1 `
05、其它重要波形测试
: s0 K6 O, v3 ?0 x0 h; _; c6 A5 ^% ~$ y& r2 [+ L8 a K
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
! }( _# I- c# L9 X
# t3 A( _: G' u2 e/ f- fAC90/60Hz，100% Load
) Q6 X& t& [1 f. a9 ?2 O7 GAC115/60Hz，100% load
; i6 h: A1 |4 n: @! z) d) GAC230/50Hz，100% load
4 v9 r1 h2 P: BAC264/50Hz，100% load * R# _% M; f( U# M% b* w6 d
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S . M+ h% z" U; y
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
6 R! ]; U* y; C2 Y, U06、EMI 评估测试6 C# y7 k( [2 o! y: q
" O0 b7 J d! c' ?1 F U测试条件：& F8 w9 \" B2 _& b! f% e
$ f' r5 q ?) s
输入：230VAC50Hz；9 R7 W: J" C) M8 ^) \
输出电流：2.1A；9 O9 j& p" _ W; C9 H
负载类型：电阻；
$ d) Z2 b* i: y* l限值标准参考：EN55013、EN55022B+ K1 H, O+ @9 g: d
, ?8 \" X3 z+ V2 [% x
传导L 线测试PK+AV ! ]$ u% X0 p) o# [$ N1 B
传导N 线测试PK+AV 1 N4 J8 V: t; u% M4 X
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡