本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑
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% \& {' o- q! C* v. M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。$ T$ P1 g ~* }9 w, J
8 U. E( J- |5 ]; u5 a
01、样机介绍
+ H6 V$ W& J" p4 }, K& s
4 |* ?" c! S1 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10.5W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR5241。
6 S$ z4 n# l5 l/ O+ ^& Y/ C( D1 `) f% d4 T1 v- f
% U2 O' B0 k( l) q1 M/ x2 v; p# ICR5241_5V2.1A 工程样机示意图
# c, q8 {+ a8 M. r8 |关于CR5241
, ~+ o$ y. F7 x5 n8 N/ ?. v M8 m ?9 D% V& p; p; J
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。3 l/ g! `2 I9 w: V7 P: J3 r6 P
0 Y/ C( R4 Y2 z( _; P1 x( d1 \# xCR5241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。
- b8 q, m) G- @$ ]
2 ~! ?4 _7 M6 ?7 X, a" W# v/ r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。
1 {1 h" c3 |& d! O- U7 `) l G& S* k/ o: m; q& x/ B2 ^! j
CR5241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。
% o b: c- {$ [4 |6 c& G9 v9 ^' q
芯片特性: f( `- D; {: f5 g3 X8 ~
2 Y, \$ O( m5 E5 i0 ]3 b0 G4 x
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
3 I$ `8 a; B' C4 K" F% d; A7 Y' ?9 T
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
0 @( q! ^: B* g7 c
! }7 `. D4 F( r" l1 r7 Y2 b● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
/ P5 F+ C! p; z/ R6 m1 _+ C9 s" n: A g5 p
● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；/ a* n# t0 A5 I2 W
# A( T( q) L, a. S& ^● 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”
7 ^( I0 D) w- M }
- C- _/ m" h4 x8 a4 N) {, S● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；& E+ V2 f! I f+ q) B
* m% r' C+ I4 q, d
● 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。1 M5 b7 R G+ ~( p' ^
) g. \( ?3 ?& N2 l
基本应用2 a' f+ Q9 j3 u: B7 c/ H$ A$ L
0 |( U N9 i7 b. ?3 }1 z2 l● 电源适配器+ f) S: @* E0 U; w2 V6 {- J- [
● 开放式电源# r# t! l2 I/ X/ R( a, r
● 数码相机和摄像机电源
" C& c/ @+ n/ k9 X5 R5 o● 电脑和服务器辅助电源% G4 c8 B+ b" U8 S) \
● 机顶盒电源. ~+ p* ~7 g5 [, u
● 掌上电脑电源$ z4 {3 b& V8 y; V; A2 i
, z5 B& C. `- x' }( R3 T
引脚分布
9 N. {5 H+ d0 B; n* c0 J0 ?4 T* O8 h# `& O/ V% R
引脚描述
" @- R/ a4 b* I. l M" F. q& R
) ~" R) b* S4 {. _9 b. F( j' R7 X) w, G! ^5 q/ Z8 O8 I/ R0 A
典型应用
& n3 f2 N5 H, ]! T* X( N; _) ~5 ?5 H+ o& ]
7 T9 T& o* E; [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。* r4 o3 f+ \ ]
8 u C) n4 d7 P9 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。$ R3 ~+ Q# T, @8 w' g Z
/ i! E. d3 @& O- ^7 X; G
02、样机特性
. E0 L8 [+ h5 P' {7 G9 X. N6 o
9 l8 `; h. R+ q( 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。
- v$ t. M) C' c9 j: Z" T- w7 Q3 c! L" m' h% W( ^
2.1、输入特性：
2 k. a8 g4 I6 w5 w3 C5 H: A2 Y( Q' n* h: h) v
2.2、输出特性：1 H1 c, J0 ~6 K+ D& w7 M9 t. J) ~
. p- Z) L) y& K7 {# A& _% e1 g1 u% _
2.3、整机参数：
# `" d8 S1 ~+ b$ v/ G6 ~! X
4 n8 O t1 m# n5 [8 v& \+ h; D! }6 t2.4、保护功能测试：1 B: k7 E6 K/ }! E0 L2 n
5 ?( Y+ l: M- I! R4 }$ N6 y5 ?2.5、工作环境：. q0 q# g" |5 y+ Y7 ^/ a
2 o- F9 @, Y$ P
2.6、测试仪器
$ D* f5 @! J4 r+ h
. l3 j2 {) f0 d, [1 V8 i. a* B03、样机结构信息/ ]. K# o& N: F) ]
1 z2 K' @' M. `, b; \9 S
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。3 A$ E9 N+ U, _/ G3 ~& B4 o9 u
9 p% r0 q7 {( s2 Q( V' r3.1、电路原理图及PCB 版图：
$ N& S0 |* }, y' j6 K4 S
1 s2 B/ k7 z/ `3 `: s) ]（1）原理图：
9 t4 q7 @+ p' Y! u5 D# Y+ u( }6 |! `( Y, t% X
（2）PCB 版图：" ^: I# G0 z7 s$ b" n. q1 [
9 d) b3 p- R3 y1 P
! ~. ~2 \+ D( W+ u P
4 C& i& M6 B+ b
6 n7 g# c, A# B7 j# x! W2 R- C3.2、变压器绕制工艺：
$ [! r) ~3 R0 |$ A X
7 z6 M( k- n S! i, }( H- V1）电路示意图：8 H7 Z& B9 E, D2 f
6 D8 T; C1 h7 J（2）规格参数：
8 D; Z* E) C2 ?( a/ K
8 j, I7 c( d# d6 y8 L1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；% w2 k3 h" ~1 |4 \( k
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3 v/ v6 P$ E0 b4 W3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
d9 ^3 B. g& m1 X% G' V4）次级: 三层绝缘线
4 U) C0 v4 O0 A( c& C5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
: s4 `' c2 i2 y0 q8 c' R- M8 D6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；! I7 B3 R- ^! 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）)
. D$ L, B2 t* Q7 s: l( {+ N6 e. \8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min/ C* m4 q& r) q& c5 v
9）成品要求:浸凡立水6 F+ E8 r( [4 C8 u7 M2 m( h- J( g
( | K, @( G& b9 S# |
(3)、变压器参数：
$ t* R1 a, u2 B2 T1 @
9 n6 f& k( A3 j" v! m6 c/ L6 t8 s5 P4 o4 o" Y
（4）、变压器结构图：1 H/ A3 V# Q0 {2 p3 r' j9 v
3.3、元器件清单：6 G' i3 d/ p6 C) X: C- X
: v7 o7 ^( A( Z' ~( t+ O8 U/ I% N( [- M, N
04、性能测评
6 C) c* @ f! T- D6 A
# V+ H2 q j% N% A- _2 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。0 I( R1 o6 z7 Z ]* H- [
/ b9 c" x$ }( h; Y1 H( U9 r# l% X4.1、输入特性：
2 s4 O! P/ o5 {# Y- _& n) ?1 X9 M- E$ g {" @$ L3 l0 x
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。
$ I+ o+ e; q1 U& o3 g3 M( v$ d$ W/ W
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
2 c' }9 y: R! I! e# N7 i, V; ~% y9 l; }. k, s3 l( Q" X( }5 ~
, ?) V( u/ f) ^4 f表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性. P. ?0 c" Z& C" G p
% Y. l2 X. L+ `$ l$ x% L: x" H& n; j9 b3 I1 @- e
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:" G4 X8 o$ j( D8 C+ }
, A; a" E! U9 F* d
. p& _" ?3 X% N9 s _+ G2 ]2 X& s, \
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:, R0 h- h. @" ~; n
- |( J& \' X- b6 o% {, t( m+ U% P; A
4.2、输出特性：; k! S+ j# ]# U3 a
$ P0 W# c( L5 j T# M注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
: u% y! n1 D6 ?4 ^! P7 f0 @: P7 U' H6 j, t" X# R
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
+ S! I. N& U/ v; E! [! v+ r: d G8 F- x0 {* @% O! u$ R0 E* g
表4 线性调整率和负载调整率:$ {' M* ^* l$ a/ _+ e
4.2.2、输出电压纹波：0 \3 W) v- e+ A, c
8 @& e. y5 _7 a2 R0 o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。5 ~$ d+ ~9 D, J2 s# G# f3 b0 J
9 E3 L) d9 Y! }4 E; N {* H+ f) g0 m表5 电压纹波测试
$ h- `/ b! F/ Y2 [% D( s2 z: b2 Z) f) V& n) N P' q! m
纹波噪声波形图：3 }) }% k! Z- [5 M7 o
- p1 j/ F. W) ^4 x" hFig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
" o% r. w3 f5 y( m; NFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load ; d3 }( c0 y+ E
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 3 O) D. A2 a) E: V0 L2 S1 k/ O
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
: m# I6 L, E4 D4.3、保护功能：- z/ m) G. N6 |+ d5 I& M
* \5 j' w& \6 y5 b7 D以下涉及过流保护、短路保护的测试。) P% A& w# ^+ R* J6 a
3 J6 `+ b& X0 f9 Q. f3 D4.3.1、过流保护：: s5 m3 R) E6 \ P7 B5 u
/ e& c$ X/ ]/ z" W2 l
0 ~9 E) b' O- I7 ]* f6 D; i
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
+ g3 b8 y9 c8 M) q' R6 d$ z7 U, w( \, O2 C
05、其它重要波形测试1 K% M2 z1 E( \ E& U5 y; [
' w0 y4 i/ j: e5 o1 O5 ?! x& X: SDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：* x; y4 L3 J: m7 Q7 F
' @. J- I2 w0 s `( _! W( gAC90/60Hz，100% Load 1 n3 h) V( |5 F T D; k( D; c: |
AC115/60Hz，100% load + k+ W1 H, n' |( _& I }
AC230/50Hz，100% load
- w0 q& K+ f* v% NAC264/50Hz，100% load ! {4 G* U% j/ s" B Z
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S 1 U0 v8 j. `9 b) |. ]
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS / o& b9 e# b8 x' x0 O' R
06、EMI 评估测试* ~6 j. N. r) l7 e
$ I- P. `& P( N2 C# m" C测试条件：8 R0 w6 G& H" V9 W
: z3 s: J. s+ ~输入：230VAC50Hz；+ Y" g2 W, N1 X0 E0 y3 }9 s
输出电流：2.1A；# r% C0 n+ O* w; U
负载类型：电阻；
8 J, P' F; f2 C2 A9 D限值标准参考：EN55013、EN55022B
4 w: `' R4 h" h5 B A. X" t8 }" z' p
传导L 线测试PK+AV 2 S& _, j# N( K* a( F( B" s; C& i7 N
传导N 线测试PK+AV
) |9 {! ? }8 Z+ L辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
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沉默卡
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变色卡
显身卡