本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑 1 F" e2 ]- n/ ]+ u9 P
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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 V7 [. Q; X- t- y3 a0 g! a
3 C& ~6 ?% k, S, C3 E3 d) r01、样机介绍
$ ^; W O1 O! B& F6 `2 _3 o* n
) v9 X% Y' O, ~6 g( D/ z7 p' M; x4 C8 _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。
0 a0 Y. s: B" e$ U; ~" B( t. d; W+ F3 K
_% ^) n0 l* n" nCR5241_5V2.1A 工程样机示意图 0 E" n( Y$ i0 {( z
关于CR52412 D7 h% ]3 o7 C& v2 Z
{+ q8 b7 ~, L8 Y( WCR5241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。
+ [% M! }* [; _4 d q4 r( v
# N# s2 e, V9 t: K |8 aCR5241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。
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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。
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( F* N: W5 Q! I$ kCR5241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。$ A5 g$ J/ n, C \+ K8 x4 H
0 ^- ?1 ~; ~0 p芯片特性$ G4 x# y R' E7 @
* B+ x& X: c0 \: p. h● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
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● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
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) J' R$ {" V" [2 s● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
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● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；7 V! k5 X3 s8 U
J, I4 X/ i; J8 u
● 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”* [4 W6 e1 b$ I3 q$ E" m% a0 a
& ]) V' X7 x6 \/ _/ {' i8 G
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
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● 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。- _2 ^. ^4 R" p; w8 V* O8 Q1 s
, ?8 w" U' l9 R, j) ?2 v基本应用# x" W: U" N9 N2 q: B# [% X) j! K
$ z9 s* J, ^7 A |$ t6 W1 i
● 电源适配器% T3 f. r! ?; O+ V3 L( B
● 开放式电源1 f& J0 T( K0 N. }& y1 c9 ]
● 数码相机和摄像机电源
/ w( T! c' q4 ^. A. |● 电脑和服务器辅助电源, s! {; v- o* O, y4 V) B- S
● 机顶盒电源
- r/ a8 x* b7 e+ j; f+ B● 掌上电脑电源
% d% X* O/ f2 N7 K o& `
i: R; b5 b, s5 c H引脚分布
& `: s* Y$ [, e. s C) {% t. r0 I: k. T$ N& [7 T% v
引脚描述; R& X* Z/ I% E9 `
* c, C' G5 J6 M$ _+ B2 U* U: M, \* S: @6 c
典型应用
. H7 g9 w1 R; r) m
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1 j3 s. w) B4 D$ l' k {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。+ w L# O1 H& Z( e2 x
# O/ `2 q8 x$ ]- `4 n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。* t: s% ]2 A" R2 Q/ [/ t6 _% f
- Z( U" g; s" ]7 g; ]
02、样机特性
& \: W1 E, x, M0 o: t# X0 M4 I) u! \8 p/ S8 s2 ]
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。
) }+ B @8 u6 _3 K- \" I [/ D. S. t' z) ]% j, f: ^: o
2.1、输入特性：* J. H' k3 m1 f, M5 K7 ^/ P
# X; z$ {: f; f7 L, t4 b
2.2、输出特性：, b, f) Z- S- J1 z; ?( V
, b" o# o- C4 y8 `) j2.3、整机参数：3 H; {6 @; a+ H2 _- X& j# Q! b
, X; ]1 p3 l- n! I: ~/ A2.4、保护功能测试：
: k. b5 F7 l* Z& U' i! [: z; ^$ ^% T" n- V& m
2.5、工作环境：- u8 \2 K" f5 F# I' a7 F
% h$ n8 l4 V9 K8 k& h# u2.6、测试仪器9 m; I! L% N; \! u! z
6 O( [0 y# |) @
03、样机结构信息
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- X8 @) L c8 J' r( N. b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。
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3.1、电路原理图及PCB 版图：& x; ?/ m' Y. y' }) d( G1 N
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（1）原理图：( }! M9 O% D5 e& H5 p( s- O. P3 B
( e$ }! e' G& k8 D) ^（2）PCB 版图：1 \( S( |: S: r/ C+ ~- Z
$ d) {" f$ ^( q' w" y8 ?% T2 l8 N3 M, m% H
* `$ M2 i+ T' d) g$ f( I) c; ]( O6 ]! L& C
3.2、变压器绕制工艺：
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1）电路示意图：
4 J; {7 m5 m. E# u! }- G/ ?8 z& `
- H8 ~" h6 x1 K- F, O" Z（2）规格参数：
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1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；! m6 c5 v' j! X1 E0 y
2）材质：TDK PC40 或同等材质；) L7 W) K5 J9 x
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
J' F& t! `. m+ r' E7 ^ c4）次级: 三层绝缘线 F8 B& U# N# m. N) P R
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
5 x. @0 A% e+ E" `6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；/ m! e6 Z& a9 H
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）)
9 U$ c3 N& M# ^ O _/ e- W8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min- ~: }: g4 }4 Z9 v
9）成品要求:浸凡立水+ y% ~5 H6 g" [+ c9 A. i
" p" ^. K0 T5 b, M, r1 n* g/ p2 [3 D
(3)、变压器参数：( T( C% B' p" h" {
' i G2 ?0 t3 c: k, ?
5 l, e4 Z* | r5 f: o（4）、变压器结构图：
9 [, h2 g( Y$ d3.3、元器件清单：
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! ^) h2 S* Q1 k6 O: X
04、性能测评
- ~/ t3 m4 w# i3 {- j+ ~* M. t/ o; Y$ S1 M. q; ~
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。
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4.1、输入特性：( M/ r8 N2 F- j
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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: M7 O1 u; b
# D7 Q5 j' _7 I v( H8 I
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
* G1 H. w& ^! I- Q1 D+ b6 |# B* p5 c$ r# S# N
4 `% O$ N' [% h表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性+ e, O0 _$ O: g8 W: Y4 p
6 U! Y) x. Q0 w1 G" \; G0 {
* G5 _- r) \/ O% V* F) h( T1 B表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:, P, ]! O' Y& N2 X2 n q3 J
) a7 ^+ S0 L! \" o+ ~
! e5 m2 }! D2 R8 K表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:* [4 k# Z1 { B8 R3 z2 `; u
& r& o' k/ U. B& {. }) N( K& J4 R4.2、输出特性：8 ?5 L# J9 t( \6 ?$ @5 R) S
- @9 H- T( | C* \1 S- H注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
3 {: K! U8 d% S7 Z4 g
2 Q( ^+ T9 D& e3 [) h$ M4.2.1、线性调整率和负载调整率：% I! h3 t: S {9 X
/ K$ i+ D% \! v8 m表4 线性调整率和负载调整率:1 |* t) s7 ^- l0 I
4.2.2、输出电压纹波：1 @4 B8 q8 K( ?1 B# d
& G# L: J* M! n4 n; ]+ \8 T* L0 Z" C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。
4 ] h) P. C: E" P1 d
I( S, q( Z5 Q5 \8 B! q表5 电压纹波测试; ]/ r7 O1 E5 L) Y0 p) k: x
4 {& m# W, b1 _' x/ w$ H+ G纹波噪声波形图：, t- C/ G) d6 y- r
2 o$ @' O" s$ [" \' a5 zFig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load * r5 i# c V: B1 M6 w# }$ Y2 d! l) A
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
: l9 u1 T. U- Q! e; u% H. _Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load 5 h) B- \: h7 F
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load / V8 Y- T J) \
4.3、保护功能：
# d. a& M$ q# ~3 M) V! n/ h- o% U; c4 A1 M% w! V+ t9 M
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
+ u% R* b4 \0 g; g$ {, H& J! D3 {, V( A0 O
1 M4 t1 O4 c- s5 t" E4.3.1、过流保护：
1 b, ?3 j' D7 L; l( x& U' K4 X& Y* z+ X7 X) l# D$ W$ m" |
5 e/ h+ x7 c0 d! H9 x
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
6 ^8 r) W2 l$ U! x
: g5 g# B5 F7 i0 Z2 Q( d05、其它重要波形测试
' u1 n1 h% D* E4 N- {0 h! w4 N$ d% j- x! N% u2 L7 ]
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图： Z) J3 S% d8 D! H4 q$ q
+ X% n. ~2 J1 ?. E3 s( a
AC90/60Hz，100% Load 4 \! D p N6 ~7 C7 O
AC115/60Hz，100% load
% J$ G/ F# i. i) JAC230/50Hz，100% load ! k# k# g% g8 E9 x: H
AC264/50Hz，100% load
# Y6 T; q [! i3 c0 wAC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S 5 i X! K+ J/ s5 \4 Q
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
0 w1 X: o0 S8 K4 P& p5 N4 g1 O06、EMI 评估测试. e5 m" a4 u" n, q/ I- r( W
_ M" [: N$ ?/ G9 V1 x, `测试条件：1 N+ j" l1 F& I6 i' q' w
7 |2 V" h* {% h# l: ^' H% ^输入：230VAC50Hz；4 _: i% x5 q; e- N# n2 m/ B
输出电流：2.1A；* S F5 }; r9 V5 e
负载类型：电阻；6 R; z* }7 ?, K$ V; q
限值标准参考：EN55013、EN55022B
& P9 {. a' f* L1 ?3 t* [+ j6 s9 ?6 z3 X4 Q
传导L 线测试PK+AV
' O: `/ n6 O2 ~' F5 O) l% @传导N 线测试PK+AV
8 ?9 J2 Z; ^# J7 T7 X辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
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变色卡
显身卡