本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-1-5 11:11 编辑
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文章概述/ M) j# ~9 E7 B8 z7 l6 v
4 T5 J' M2 {2 }3 Q! C% s本公司主推的CR5244是一款高性能的电流控制型PWM开关，适用于待机功耗<100mW的小功率AC/DC电源适配器、充电器电源，而且它可以完美替代XX2358。
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本文，我们将介绍基于本公司主推的CR5244_12V1A 电源适配器解决方案。- ?$ p* v5 k' Y1 u8 \4 \
2 t$ R' o9 i0 ~$ m2 V1、样机介绍( ] n1 C! P! Q6 P0 ~8 [" D) d5 g
) \, k, A" a# y+ e x' g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。* @! c8 o5 y3 H8 x5 b
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CR5244_12V1A 工程样机示意图 ( m" Y2 t$ z0 F9 G- M
CR5244 芯片
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CR5244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。9 m5 @( d) b7 \3 ]6 w4 K/ ^
% Q. }# n" Z8 A特性. y5 g/ h3 H* y! c' V2 ^# ^2 k
( x9 ^, O# v- @4 T
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；$ j$ o) v6 D* f* k
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
2 K( Q% C/ s( x9 v: a● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性； E' Z N. h0 N" i
● 全电压输入范围，待机功耗：< 100mW；
3 _! C, s: Z7 V3 u● 输出接24AWG 1.5 米，四点平均效率：>84.0%，满足“能源之星V2.0-VI 级能效”5 ^: _: g) z% c; h/ {
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；* ?$ S6 L! U0 g: Z
● 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。+ p# `- m- Y0 Z1 H* u
6 O- t U* z& l2 x! ]% w
基本应用( H% F- u* v+ Y5 P3 c/ c' e
' s# t4 @. n. h/ Q● 电源适配器 q$ j/ w7 B" J
' ]- p. {1 Y/ G. _3 D
● 开放式电源
$ ]- \5 h% c. g! j K
: o D# B* ^ Y7 u1 b; q; p$ U● 数码相机和摄像机电源
! `- @* s9 U3 o. ]- c. `) L( Q* K; r! g
● 电脑和服务器辅助电源& o# |6 p# J( B. h4 ?1 Z
# |4 \+ F3 V% a Q5 \$ U o
● 机顶盒电源
% N* C' X. e7 o+ v. f
# ]8 w7 O" L1 z. j5 J● 掌上电脑电源
8 `' D4 i5 I5 Q1 \- |
' ?! N' N# T9 d8 P! F引脚分布" E' ^4 t% z- Z0 H% {4 \
" l0 _, }3 m( J' \9 K4 Z% K6 Z! |+ D0 O5 _$ k$ |
引脚描述7 _' f' ^- e' w5 ~0 G
$ p$ |: Y- R }! G; [5 D* C. {) M
# X# k: P1 `; M典型应用; O# s; Q* k5 ?# o8 ?
& e; W- G5 j0 \/ n6 w+ c% k
: `9 E& ~2 V' D9 T, I6 j/ L该样机大小65mm×38mm，AC264V输入待机功耗<100mW，平均效率>84.0%，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。6 v% m. X. Z/ k+ D( _( y& s2 X
4 D. b- \$ Z0 U, f+ P" o/ n3 D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。
+ N) j9 f, f4 u+ O& G! [+ a& e1 ~3 k% Q+ v) V2 J
2、样机特性& p! x: `8 A1 E- n0 T& g1 v
, _/ L, n0 f2 {3 r' t
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。/ |$ |! t- J9 n3 t
F4 ?& v: M/ ^$ v. _; X& X- C0 l2.1、输入特性：
0 i; g7 f g+ s }1 T
" l+ P1 K: U6 ^4 I: T2.2、输出特性：
! D9 |9 r* G6 Y1 S- d9 m0 _
( C/ q7 N2 o- N: R9 j2.3、整机参数：* L* h# D9 f; ]! `" m" g
" x8 r) i" \/ `. `- x- }$ u2.4、保护功能测试：, N0 s( x5 g1 p/ ^2 V% o" g3 I
6 `6 x$ O6 x, I4 t# ?
2.5、工作环境：
x$ ^( @5 y7 y! M
+ V" F8 E' W5 c* h8 F2.6、测试仪器
9 |9 M. D$ i- m
& Y5 S4 V" U0 | \" _9 }8 @3、样机结构信息
, Q7 u* G7 @5 J# I8 x1 }
% O, H1 J4 Z1 o% F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。
( t! a0 z5 m" d5 a; c+ K2 F; U0 @( K: B5 f8 C0 R
3.1、电路原理图及PCB 版图：7 _5 S% e A# J3 o
" l9 m! |! D$ W（1）原理图：, n( ~$ O9 p7 J% t g+ ]
（2）PCB 版图：
3 n! |0 q9 c% E$ |7 G9 o" J/ B3 R) C" }4 ] L6 k ]( m1 l @
" c4 I) S- K4 [3 l7 }2 w, e! ^ [# e' Z
! a; }$ _4 R9 x( {! G6 f/ ]
3.2、变压器绕制工艺：
% Y$ n/ K1 b0 s! _! B6 s1 C- u1 Q3 t% Y: w. o+ }
（1）电路示意图：
9 L/ [" e5 r! Y8 v2 l3 t) w8 w* a2 S5 ~: R( P. z' l5 i
( v, v5 L; P/ r（2）规格参数：
/ n' \( e1 s" H1 j* O& G, B9 ]
( \5 M% v$ [: ~, _! H1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；% P3 B4 X+ f( E9 V/ t0 U+ [
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
! B4 k/ Z/ J, s) Y! {3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线: [" a b) ]0 A* r% }
4）次级: 三层绝缘线$ t3 w. k6 ^6 b# g
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质& ]/ W0 v1 m6 c. J) m8 R% j
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
( c6 d- O$ W, f" T; |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）)
, Q! V7 f! x8 V" a% W# K8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9 m" M- U O+ z9 Z0 c* z* h" g- I9）成品要求:浸凡立水4 d! Q) W) x/ O, d' j$ o
9 A) _* ~: v: c1 M0 j/ Q
（3）变压器参数：0 j! w: X/ }4 D, C
( f* B j' A6 Y; K" E+ G6 C! p0 n4 s（4）变压器结构图：
1 Z, a+ Q9 E" @* a @7 z: @0 k0 C; l3 c; W# p, T8 I/ F
5 J; R/ d! e! Q9 ~* I3.3、元器件清单：
" |: _) q5 P, R7 J/ M" u% {) @0 e0 }# o, m+ D. H2 k
4、性能测评
. \7 {5 g4 w% q( I$ j' J0 k; k
& Z2 c1 {1 B8 `0 A C/ v# F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。
) b2 O. I% V7 y9 n! V% K# a4 h0 Q" `: B7 M! B
4.1、输入特性：* Z( R+ R: g- ~$ o$ V& a& F
7 B% l/ z [" R. q" r
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。7 M4 n# X1 C: c+ {8 N) h* y
! I! b; o3 I. [8 v表1 、无负载待机功耗(无假负载):
2 ? E4 {( K$ c/ u5 ^ `( U7 V1 u! D) f/ w: }1 q
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
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9 B6 k8 S/ d% a, R( b, b M# @表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:4 t' o( m9 V" ]' f
5 z4 ^9 Z' ?4 f
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
, z6 ?& P. T/ n# v0 Z2 B2 j# k @. w, b! m2 y+ E- T/ c
4.2、输出特性：
T7 E( B6 h4 B* w8 M3 u7 N/ r4 j- d. i5 ]0 D! ~) x
注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；
/ o* r- |! ~, I/ q/ |4 C# v6 _ E$ u b: o. H5 c; G% k
4.1.2 线性调整率和负载调整率：
/ e+ @) Z1 q [+ q1 g" \ C
. m e( B% \- J( {; i r, y [% L表4 线性调整率和负载调整率: h/ R A8 s$ U4 _5 D
4 D: X1 N- d; i: H$ F) Q- {4.2.2、输出电压纹波：5 U. Z' T9 o6 E- X
; x0 w% M5 b$ m' D
注：纹波及噪音在24AWG/1.5M 线端测得，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。+ `' L9 v; l( t6 i% r
1 J' |( d4 I1 D) @" g6 T" [
表5 电压纹波测试7 B+ @. j/ l# s' I& a0 M4 C
/ k( n" ]/ [/ f" k纹波噪声波形图：
2 {& f0 d) `/ ?, E: S! I6 Y2 A
# @0 c% G3 u8 x& }4 ^ d: ~Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
4 Z, N( c2 o- s, n& F ~+ a$ @Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load / z R* c- Z& I. }& v
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
# i- a7 }" Z, S) ?/ ^" t1 CFig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
. l9 `8 x- I* s& T* f4.3、保护功能：( a0 M7 U* n: _$ p# t. L$ c! X
- }, a; I3 a' I7 U5 v
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
8 n+ A2 W! q' u
/ r" d3 n* X0 R; f4.3.1 过流保护：
3 I) b% Z) |; \ q. }
3 e5 J9 l9 i/ k% |4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A
% `- k( G1 V3 F h
7 [3 U& s2 G4 M* j- f5、其它重要波形测试' x) \+ x" g8 d- i+ F" z
+ }8 l q0 F) ~- w6 h
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：2 f! @. h- }' F* V& m% @. r. i- p
AC90/60Hz，100% Load - C; U- L; S% `" N9 F# V8 i% v
AC115/60Hz，100% load
( w+ D9 }) L; g1 mAC230/50Hz，100% load
# `3 Z% ~, A4 }! y0 w- cAC264/50Hz，100% load
; c, o1 Q! B t" L- _7 mAC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S . S, F# q U9 a
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS # O5 s W2 Y4 ^# Z+ d8 L
6、EMI 评估测试# T1 Z1 r- R! U: l
/ {2 F5 b) S1 Z" s: w测试条件：) y* a7 I- G: R- E
3 ~6 X5 j5 \7 G$ t3 e
输入：230VAC 50Hz ；
& R# e# N! X) l输出电流：1A ；+ b6 C2 C, i* i1 Q% n f
负载类型：电阻；* t5 f6 ]* G$ }% z" U
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
% T: g$ v: h4 D' j5 F3 h
- d9 `: _. b8 \% R传导L 线测试PK+AV
. s+ A8 P4 H' \% u传导N 线测试PK+AV 9 L) }/ s) g/ `) b" R( _
辐射测试PK+AV
) z9 B8 o. |" a7 l5 B |
IP卡
狗仔卡
发表于 2023-1-5 11:05:12
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