本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-1-5 11:11 编辑
) q& D/ \$ X4 }8 M% w7 T6 D# z* [$ R0 X2 z
文章概述
, _ F9 ?& Q. _2 T8 b
S& S% l- M1 k% w- p: C# g: U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。
$ v) u) _, s, W% N! n$ f* G
0 m# _8 o# t5 Q m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。* E( c( q$ | X+ H$ \( d) D
5 G6 c6 D1 J0 P) n+ [' {4 k1、样机介绍$ {3 T; B1 T/ B& x
5 p' u- {* Q p% c7 ~; j. G: s& `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。
& `) T/ J& v3 j( e+ V7 | ?" j: [) I. f' t3 F2 Z
7 Y) K( R2 S, r9 uCR5244_12V1A 工程样机示意图 8 P) O; S, X5 }/ U7 f, x& X7 T
CR5244 芯片* t1 h+ ?+ p4 y+ V
, ~* }8 ?! ?2 yCR5244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。" b2 p/ I, l) o g1 K& S- Z5 _
; T* i; I4 F. o
特性* X5 l' ]" ^7 N, N: O
$ N& {" q4 o3 r6 J0 v● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；: z+ U9 g* e0 A$ s) F0 n5 K
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；+ c$ c2 h- B& m5 Y
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；3 X. `) \/ M r5 ]! g/ c- }3 }
● 全电压输入范围，待机功耗：< 100mW；2 v0 u1 ]' y/ P$ J% U1 [( d 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 T) _" i9 _: W8 T( Z● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；' v5 [3 D1 l) A ?7 c1 q
● 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 ~2 Y% [% R8 S6 x# J- C% l$ D. `- W
7 ?6 H. X7 o5 K0 C基本应用
0 g( q! c( x1 M
8 e2 A& e: i3 H● 电源适配器' k' t- k- f8 e# A0 g
2 Q+ `! ~' A" y" K$ A● 开放式电源7 Q9 a: w/ [) k# A3 ]; H/ j0 L- A$ Q! g
/ f$ o: S4 s% O' T7 z" D
● 数码相机和摄像机电源
9 N; X! M3 B2 a6 b' e# F
2 ]' H6 I6 T- m" K7 R% {& D, t N● 电脑和服务器辅助电源; t5 E3 [& ]/ o) E8 s8 L. {' k p
5 [* N' }+ i" O/ j. J. X) d w N: l● 机顶盒电源# i6 T0 F+ V# y% V+ t
5 g$ r" S1 h4 y6 ^6 d● 掌上电脑电源
( S3 t& c% s' J- j, ?
& x6 q# R5 U( \ C+ C+ n引脚分布
: e6 {$ G. e+ P, B9 Y6 M( w+ Y
# \1 M- F! C0 A9 ?: _' b; H- L8 _2 ?
/ j5 i& v8 ]( v+ x引脚描述 p+ u/ `' M& c9 l7 X% b
# r1 E# C: g0 D' h0 {) n
; h' b) l, E4 J3 x p
典型应用0 ?! p% ^/ R/ S* s' G s8 ?
) a7 X% ^7 }5 M: n/ ?2 S J& |- M
. G1 E, }% ]; P: J0 }7 B& y) \7 l$ b0 d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。: J7 W+ D6 H5 ^' s8 t6 n: F
" `: n* ]7 \, B) q/ _1 [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。
. d& [0 t+ `5 A4 P' Q7 e
4 S i' I; V, t! [2 k6 K2、样机特性
& s3 P5 \" F4 j2 u( p' w( w7 [$ J5 l1 Y# o: F( T3 i
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。& P; O& R9 x' K/ V
+ S. q9 w0 V! s9 I1 Z2.1、输入特性：- Y1 @" | F3 Z
+ I0 G) J' o+ x. z5 T7 m5 ~
2.2、输出特性： g: k- u) c+ L. ]. D* q3 B# M
* c7 W) h& x% J: s5 E, s
2.3、整机参数：
, N) r' K) |# \+ ]5 o$ P. ]: Z% U$ r$ L+ d/ J }
2.4、保护功能测试：
" Y; L w; B5 b& b5 i2 Z2 k1 u! ]# Q- o. M
2.5、工作环境：) {1 {( a( K+ y
f) K& o. G% Q0 `
2.6、测试仪器0 }) @+ t" J& x/ K* o
& C& F: q& r$ x
3、样机结构信息
5 x. a) i8 u0 r$ x; X7 p4 X; h4 h
2 {( ]$ ^& X2 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。
1 C6 Y8 ?2 r6 A3 g+ O) X! \5 K: l
& B7 P& B( O1 z% K/ O$ i4 Y" R+ |$ r3.1、电路原理图及PCB 版图：
# V! v7 r9 H% x* i* |# d
1 p( p; a" T, Y3 D0 X（1）原理图：2 i! k& Z# I' `7 c( I" z
（2）PCB 版图：+ n& V7 {9 N% R
0 H' N( J' {. v0 V" W
5 I2 x0 U' B3 U9 Y! h" T" F
$ {: k/ U6 Q! P" ~/ j" x3 d. i. P' G9 L) j
3.2、变压器绕制工艺：
9 b8 a6 e$ {$ W" A" D% @ L% a2 c1 D8 Y I4 t+ Q# O" `9 A
（1）电路示意图：
3 U' b, O3 |9 J+ | u% i/ k5 v
, ^1 O, p; J4 h; f3 `5 W! `1 R9 k' I8 {* l6 E0 ?5 A
（2）规格参数：
' |. |4 F: F! i- ?4 X: q0 a2 S2 F2 L& t# U7 P$ j: T) H
1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
! B& B3 T" i0 Q2 B2）材质：TDK PC40 或同等材质；
f8 X* O# D6 n3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
! f: w6 O- B/ y) r- v5 G. P4）次级: 三层绝缘线' ~0 O5 i! f4 j. S
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
- B, i- N; Y2 i* H8 i9 p6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
" W( g* E- s& ^ Q+ S7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）), K, I/ T$ r; o0 o# R! E, X
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
: r) c: b& T o$ l9）成品要求:浸凡立水. Q5 T+ w; T: V( _7 ~% ^4 Z4 A
. H' u/ S8 h5 Z8 C( Q1 y（3）变压器参数：
# P! X/ [" L8 B1 Y7 N: H( O" \+ s7 o2 a# ~, t; x
（4）变压器结构图：
6 f% }7 Q# e7 U" I. _: t6 x" ^7 z4 u9 g5 Q. b" H) c
( O) v. o' i- [0 I6 g9 S
3.3、元器件清单：/ G9 n6 ?' @; P3 H
* C0 g7 p( F# V7 i4 C. _/ B4 e
4、性能测评
+ P& E+ @2 V- G* v! t5 E1 L: i& e1 F4 K' \/ i/ d, \; 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。
/ F5 r$ U7 P0 s/ t5 ~8 G2 x* d! _( R. ^0 ]5 ^
4.1、输入特性：
! N6 h' @5 c" R7 J- E
5 v! b, `7 R) e6 Z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。; ]) `8 G. t9 B
9 Z9 E. U* r2 g9 U4 u A" B表1 、无负载待机功耗(无假负载):9 a. p8 j: ~$ T% X. h' N# r
+ u0 c5 }& D+ A) b }; W
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性8 {' d: I$ W$ A6 g, X0 H _
( J4 C% V2 P- y: p8 T! b表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:
0 G) O$ V/ i) a9 \4 L5 B+ T. m/ ~# V8 v+ O/ ~
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
. d, T* i" n# a- v0 S. X3 q, |8 r
/ b# D8 z/ E$ G$ O4.2、输出特性：) R2 h6 L0 ?$ ~5 j( R8 }
( R- [( A4 _* v" v- A& f
注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；
6 t) ~* R0 \2 V! H5 \6 P D' v& |6 m# h4 G j* _% P
4.1.2 线性调整率和负载调整率：
7 y( `) G( i0 Q4 `: G8 N1 n' y8 e. N
表4 线性调整率和负载调整率:8 y' Z" }9 n; L3 d4 {
/ y' G7 w9 e7 l% e- | s
4.2.2、输出电压纹波：# E9 |: ]3 Q; g% |% |
& v7 K r+ M& }' {: c' n U
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。
: B$ g4 B9 w- H( X8 l8 W
" u) l5 z& |* V; b0 Y o- i) a表5 电压纹波测试; @' f( H2 E8 y+ h
8 [5 b5 K( L! O- X2 ^
纹波噪声波形图：
& \! _" E6 Q; f( b6 `- U
/ ` p$ Y, w- `Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
- |: _% m0 K) w$ B+ G3 T7 J& \, o ]Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
! c0 E/ z" P* R& `7 Z, HFig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load . E1 y( o+ G) r! f. v
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
3 X" s" ]; {& L7 s) g: D( s$ J4.3、保护功能：* k1 U; F& {# C I! I3 p7 N) [
, w3 F' D9 W5 f+ h- b }以下涉及过流保护、短路保护的测试。( c) S/ W/ d3 P
8 u, i- D6 l" M$ k6 N$ ^( g$ I
4.3.1 过流保护：2 g1 R3 C- B/ n7 R7 M* Q+ t9 r
$ A7 i& l/ T: f
4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A. W2 K7 K" |, _$ F8 h* [
. U+ n4 E7 x' O ~
5、其它重要波形测试% g7 r- U0 z0 ^( b k/ w N9 f- K
2 U, |& p- t3 y v% R' BDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
8 a4 F5 A* w, z1 S" YAC90/60Hz，100% Load . u8 a# N9 F3 F9 g2 ^0 L9 ?7 }
AC115/60Hz，100% load & I' d- u& {$ Y4 O2 x( V; H
AC230/50Hz，100% load
9 i6 n9 Q- \# R8 f1 }$ O" vAC264/50Hz，100% load
5 O3 m2 p* J# T* L( C( JAC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S 8 L. B9 ]$ R% \ u1 C' M
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS 8 M/ \6 a1 a6 l, n5 ]: b+ m
6、EMI 评估测试
! k/ x) N3 M& W& t5 W* ~- a) T3 g3 }3 x% D9 Y
测试条件：
+ {4 T" F' A, K/ ]
: X! M" O G, c; e; l6 G) k输入：230VAC 50Hz ；; x. G3 g6 J/ ?# k5 F
输出电流：1A ；
5 l9 v* C* q+ Y! ~; d! i负载类型：电阻；
: e8 f+ e# s+ I, ?: X& `限值标准参考：EN55013、EN55022B。
$ Y5 q1 i) f* d4 n4 j" B! M8 X& d' v$ {! [7 V, i+ q. x, f# {
传导L 线测试PK+AV 6 I1 H8 u& ~. h7 B
传导N 线测试PK+AV . p/ i; K; v9 T( R* x4 o% |; E
辐射测试PK+AV 7 U$ E. o6 S& z" z& @7 |
|
IP卡
狗仔卡
发表于 2023-1-5 11:05:12
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡