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小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC~

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发表于 2023-2-2 17:16:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-2-2 17:23 编辑
4 G4 ?1 m5 T5 l% K: k4 _7 p: x3 f" n# a
在之前的文章中,我们介绍了基于本公司主推的CR5244_12V1A充电器/适配器方案。本文,我们将介绍基于本公司主推的CR5244_5V2.4A小功率充电器/适配器方案,就让小编带着大家了解一下吧!% |9 R5 `7 z/ O- a+ u
" y3 M" X0 C3 E4 e9 Q9 q, d7 K
01、样机介绍
9 d" j: i. ^4 y5 S
) p  c( [. H- A# ^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。
3 o* P/ U+ |& C. O

- `8 Z0 }' |' E% P7 e* [9 Y6 F
CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

! M% p( K& P" c# U( sCR5244芯片
7 U$ ]1 r! l0 \

. x/ l/ {* [, [0 z* ]8 ICR5244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。
; u" M4 B) @: ~$ U, e0 R
, J0 W1 I5 ]2 u特性6 P1 x9 k2 r6 W

  i3 w; l, T0 B; |2 I● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关; 0 _* h  e" ^* W

- T% O- e- g5 \* }% I. _$ V- V5 H7 w● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
! ?' p4 p2 I( H, [$ E% X* P# }
2 [6 n. r/ v: c8 k4 Z● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性; 4 _0 `. R& v# \! Y

, i/ J( x- c( {% w" h% C● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW;
! G* H# S6 v0 ?$ P7 S* a  @- A
7 O, U4 o- a- J/ R! E3 K● 输出接18AWG 1.5米,四点平均效率:>79.94%,满足“能源之星 V2.0- VI 级能效”
5 @1 B# b4 q" s& v& ^0 h: _* {3 R* j: W& @' L: K
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;
2 ]. g8 }2 w& [! G$ V/ T, v* R# F$ p8 ]0 S) c, A6 i
● 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。& H1 M  R+ V' f

% _- c8 f1 r" V6 D9 E( k5 p基本应用/ ]# T* }. D$ G) E( s" h% P( p
; D) m" m! h* e! X
● 电源适配器. l) o3 k, L* y( F- z& N/ N

, @2 S# s, p1 c. Y8 `● 开放式电源3 A& K9 r$ c4 D3 l3 {0 o
3 T) C& h6 h! w
● 数码相机和摄像机电源" @; _  r) _8 s0 L. y/ _+ [

9 b- a) N: A" f0 ]● 电脑和服务器辅助电源% X% I6 _: C0 s
  D2 S4 j% N( N
● 机顶盒电源2 c2 Y2 V. o' N3 ~5 G' D

" J) P0 V0 G& J' r! y8 V● 掌上电脑电源2 [! Z! k. D: T' J
5 d* _1 w/ U. C* K
引脚分布# d- |; e* L/ c! K
6 K& d% l0 f9 d4 L; m

; Z* f* S% b% E/ j  p/ p4 n引脚描述
8 r* ]6 z; N2 i1 X+ t3 @
% @7 \6 [. B9 w0 R
8 a3 q8 L7 H: \
典型应用
1 X* S5 z/ A# v  n9 q! H7 P8 j) |1 z. K2 h* d
( _. i) h* m/ K, _  T: Y
该样机大小65mm×38mm,AC264V输入待机功耗<100mW,平均效率>79.94%, 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。1 y$ ?: a4 S# p+ w
6 Z4 ?8 j  o/ t0 \+ j
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。" g6 W% Z9 @7 u

' \3 v& V% y; F* g02、样机特性& q3 p. ~7 c& h9 {& P
. Z4 `' G5 ]) C
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。- X, W+ l$ a; [0 O
. s, k* b* i4 a% r
2.1、输入特性
: k) ~6 ~+ h2 Y2 U: e4 F
. E& p/ x- t3 d+ x" n

/ h) W$ p7 t- j* H4 U/ T- g2.2、输出特性:  N4 I! j, b7 N9 A& O
/ v+ P  t' o$ r" Y  B6 V. B
2.3、整机参数:; Y/ {; L* Z0 `6 l0 D4 C$ o; g  D

# H1 f3 u& y) ~! a2 v  l6 @+ G2.4、保护功能测试:
$ b. n( U; q& l. K1 @
8 S: R% p0 g1 H0 X0 ^+ G1 l
2.5、工作环境:6 M" ^  i+ q( Q  Q/ N
0 ^% k1 R0 E- Y: T/ S7 u% M' A
2.6、测试仪器
# ?8 X6 j3 C9 S; V+ }

5 [( R5 o  c% C3 v1 t3 R03、样机结构信息
' `9 `# [% r$ ]
2 n# M3 g! C' D9 \+ y$ {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。 $ b' t7 t  @! {7 M5 b! m

4 L& i( ?# D+ v3.1、电路原理图及 PCB 版图:
$ W2 `" }/ [. g9 }  a
2 \; Q. i. ^- m- g* R6 I& `7 F(1)原理图:
' B1 S! Q: [. j& ]3 @/ _1 E6 U  }( e
(2)PCB版图' R; u# L" W% h* L2 }
5 f" J( {/ k' k% O+ c! u
& @4 v1 L, B4 `

) H7 Y) s; U4 Y5 E. e
- B* f( a0 @# G+ x* I! |) s
3.2、变压器绕制工艺:
- {4 C  Z, v) S0 r2 c+ K1 j, o5 ]: d% X: l
(1)电路示意图:7 ?- b0 C. I- m- _7 h6 U
/ ~, h0 z$ U! }) V, Q3 E/ O8 E  d
; A+ f& u8 _' m/ h; h
(2)规格参数:
- G$ ~% X# T/ X- e( ?) c3 d: p/ o- L/ Y) l8 M
1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=33.5mm²;
7 _* Q! c2 E* v' K' f& L) V" ^0 G
& @0 {6 L1 g, _$ J6 T) [% E2)材质:TDK PC40 或同等材质;' C! h0 j- k: O/ s' c) _5 h

) \0 [3 e% e# l$ Y/ A1 k3)初级、反馈、屏蔽:2UEW 漆包线
. I  u$ p& `1 x8 d6 ~0 m% w0 ~9 _3 s, `( ?6 y, e. n
4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质# v/ a* C$ n4 }& _& \
+ F2 V8 u2 w; i* M0 Z2 L! N9 e5 \
6)初级绕组感量Lp:2.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);) K9 |3 i3 }3 g5 g  f
9 K4 E( K( I; w2 t5 e( j; f
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))
& V- U$ y7 B2 h% Z; I' ]0 O& N3 @1 ~8 ~# H) f
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min$ k( q$ f8 E  z( D9 Q
( z; Y6 U/ [) v( G/ g
9)成品要求:浸凡立水
. X$ X# a, f& M' w6 ?0 H: a- X9 |6 i
(3)、变压器参数:
- W+ n! `" V  y; ]3 g* F: n
+ C4 A( N/ l. z3 B. Z" Q& q  u

! W: Q1 Z6 ^; Z) t: l(4)变压器结构图
+ J! H% ^" E! w% G5 K0 E
$ z! d$ L5 C' [
3.3、元器件清单:, r% H% m9 g; y, q; U- W( p2 T2 i

( U" E1 L- P& i
  `% w. c3 R' x' `9 m! K9 F
04、性能测评
6 H! P( K- p0 V/ U
$ t1 S2 d+ x0 x- h6 t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。+ y) q; ^/ Z) ]* {

4 i1 ~, l& {6 W  I: s# d( E+ P2 G4.1、输入特性:; Q6 x7 O6 {8 _# |8 p3 X

9 C  G8 Q4 t1 r; _+ O7 x. x) x% T7 H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。% c' Y* I% l% p+ _# Q

- V- v( {; j8 _3 N- W+ H' y表1 、无负载待机功耗(无假负载):4 @8 `  Q, h6 U/ _0 F8 t& Q

2 h( e& r5 t$ t' T! m
2 ~+ Z% p" s0 N% ]
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
' ^+ y! ^2 E& n( |
# I9 [8 M; Q& {. r: l" A" ^/ K& ]
. g% Q$ Y2 r7 c' k5 s0 K
表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:
& N7 c% d( v, N( ~4 T' R& u4 |4 o. d
2 A7 `7 J$ @. U* d, Y
表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性) n) s; r& u' ?! }) h3 ^2 v0 N
9 |; d; z5 X" h6 a' `  }
, s. e' _8 U7 e4 E  Y
4.2、输出特性:# h3 C6 g; _; c& [; r
% ?2 {0 K6 u$ e' {! }- @5 n
注:以下数据均为板端测试:
8 A; d# |$ P0 P! k' A! C6 z0 I3 j: O+ d, y3 J- ^# W
4.2.1、线性调整率和负载调整率:
% o9 d2 u0 O: _( f7 y" x+ [* u2 o2 m% m" w
表4、线性调整率和负载调整率
1 Q" w% f) g* B$ m1 K3 l
  v# n, s# b+ }* b6 }8 P- l/ K
$ c. E3 N3 H! p, ^' G, r8 K
4.2.2、输出电压纹波及噪音:# `; @* J+ h1 p7 m" ^# T
% K2 f! y7 _# }7 H
纹波及噪音由直流塞绳端(25AWG/1.5M)测得,此直流塞绳端并联10uF/50V电解电容和0.1uF/50V CBB 电容,示波器带宽限制为 20MHz。
. M' e/ k- q0 E4 q  j7 N  V4 |, q6 t/ ?
表5、电压纹波测试:- h# L# y/ @, `% h
1 j8 A# E/ ~% m5 ~5 h% d
纹波噪声波形图:
' [2 X- _$ e4 K! I, B% M6 R
Fig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% load
% A0 A& R( q4 \4 U
Fig2:R&N @ AC90V/60Hz,no load
+ Z+ a+ k" q# f# l! ^$ `% n, K
Fig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% load
* H8 c3 e% ^6 R: M; H+ U5 H
Fig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load
! K/ J( v# A% [; |  T4 X
4.3、保护功能:2 l2 u* \0 I1 s& A0 T

* z7 d/ o& N% u+ U, r: a7 a( v, T以下涉及过流保护、短路保护的测试。: I# i- w+ z; y  ^+ w! i( j6 M) s
* z: a" V5 g8 Q4 {+ t/ q
4.3.1、过流保护:! x/ R; R+ C2 ~1 E1 ~7 l$ X
! C) j. _% ^8 @1 @: a& P4 z
+ L* o. n; L; n  I! I; L
4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5A0 i* p& R% i/ I3 h4 b

  @4 N( |- j% w* b2 f

" O3 E/ X5 {, y: d/ J3 C) N05、其它重要波形测试
( g# T; R( _! m' W3 {/ ]" v5 ~4 F/ z- }- m4 \8 p
DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:  c/ C4 h% d& w3 k+ t) l' H

$ M/ j2 p' V. g& ]6 }" p% |
AC90/60Hz,100% Load
% i3 _- [% ~  Z6 b2 V4 T+ g. c
AC115/60Hz,100% Load

8 @3 v* l+ ?9 `
AC230/50Hz,100% Load
( y/ A( Q- P3 o8 A# F
AC264/50Hz,100% Load
- l  |" Z7 h3 q# U. u* P
AC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4s
$ V  j! U" J$ \' m
AC264/50Hz,100% Load 启动时间=980ms

7 L7 ~0 I7 b# D' O

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