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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 " j) t' V2 F7 y" d* p

; P8 o/ F2 f7 R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!
0 v) o# x' z" H5 F4 `
6 ]5 e% x  ]' @01、样机介绍$ j. ?  U& |; S2 p. \4 h* T; X  T7 P

( Q( Q) {2 J5 a3 i$ R* C, N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。
0 X7 t5 C+ F! n0 |$ c

& R4 H. S* T0 r& A
CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

; V* p  W* i# x  `8 _, KCR5244芯片
9 E( P" \5 V% i6 g

; Y7 H! ~. ?& D4 A! gCR5244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。, I2 S  o8 J& F  ~

' x; M. Y5 w% B+ [" k特性
( a; n/ U; R9 Y2 c, O2 o  ?8 _$ e3 F2 }
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关; ) J, U0 W" z3 k+ ?$ \- O+ B

$ Q" B! f( M* P$ C' ]1 u0 w● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
2 g0 H4 f* r* E9 I' ?6 L# i4 O
( n0 D' }$ |6 i" i: ~- P( I● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性;
  L2 [- Q8 H( ^6 ^" c- j4 L" q. j0 r$ z. b4 }& N
● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW; , E* _7 A! L4 k% v' U
( U8 h9 I( C$ n1 k% l" d" A
● 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”
& o9 V4 H6 [+ B; X5 a! `  H3 D5 N4 ?8 l: r# n
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;$ O5 V: K$ q/ T0 D6 V
) B" S+ K! u" y& ^
● 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。
8 E% P# M+ X9 Z1 h6 I3 Q
6 x8 k+ T5 b! z; `基本应用+ }, m1 l0 {: K& S

) `# p0 X- g7 u! I! n* D2 j  O● 电源适配器# s. O* i( c- b" @2 s
3 k* A& d1 u: L& {. Y
● 开放式电源
; h6 ^# V; O  D* `
- I9 k: b; f% A● 数码相机和摄像机电源$ Y9 g) C" r) y, k+ V, U

) B+ [+ U8 K) {3 @  I5 b● 电脑和服务器辅助电源
4 V$ I, j6 u2 _  U
3 B/ |9 d2 E7 [# T( W; u● 机顶盒电源
8 K' g" A! c  p" m2 S, ]1 F5 T1 A. g- P0 m$ T8 ~
● 掌上电脑电源5 p! Z* h3 j+ A6 ]/ w

: T) ^. e4 D1 j  t. z引脚分布
# [1 n( _1 y" ]2 T3 x  F% ^' v, H* U) r2 W/ Y. [
' v6 S  u3 b; \- U! a) r5 {
引脚描述2 B- g  f& n& w! R

9 M) Z/ l3 m3 H# ~" _

4 s, v# d  M- N, N0 Q典型应用" b3 v2 V+ V0 l
, C# ]3 K9 j7 u3 a9 J% ?3 g
9 F$ b0 N& b7 p* ^
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。! ?9 _6 |$ \- t8 X6 z& I

: Z1 Y2 M8 Z- Q& \" U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。
2 J8 F. s+ r3 l4 d  S5 a2 u% \; W8 M# K6 C2 r  r0 Z, B0 e2 b; g0 L4 G, Q
02、样机特性
0 P3 r! h; l8 a( P. S& Z  y
8 a( v: w- m4 [7 \: j$ ]0 d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。, N9 W! w2 ^; c8 g1 H/ i
# a4 q7 P! M3 M5 F0 a6 s/ p  m- K
2.1、输入特性
$ z' `+ Z  M5 x5 v# S$ W

; i" k8 ~2 m( v$ u' K$ x! D; O
& T. x* ]9 ^& ?7 X; r7 N- w* P2.2、输出特性:% k# ?2 y( `+ C
; I* r# l, y5 P3 {; N6 G: ?8 K
2.3、整机参数:
8 o6 |; }6 @; D7 o/ k* N

# X: G( m# j# U, t2.4、保护功能测试:" e9 x# N2 z; y3 d1 L
  P% ]* y( j1 @4 E
2.5、工作环境:
; l! J" }: D% N. ]3 l& I

' `1 C+ a4 z5 `9 P2.6、测试仪器
$ L6 k  \/ X. t& J  X% i# w7 B
4 ^+ ~; o) Z" ]# P! d
03、样机结构信息
1 }* H8 k# ?% A' W1 C) S& n
7 M5 i' A& a' e( r# x. u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。 7 ^" _! y: {- @8 a) o- u

* o( a# y& ?# ~, h5 V  |& z' n% m3.1、电路原理图及 PCB 版图:
9 K3 m- r  E7 a. ?$ l& a
6 g: E% U: a: `! w2 ~(1)原理图:
! n. F( |: }$ c6 A: G) _4 A3 d
2 |$ A) J5 X% ^% {2 p, H
(2)PCB版图
+ u8 C5 @7 P6 E' T+ z5 N8 \. I, o+ q. M) f5 J

% S7 T0 Y* p8 A1 k  [' t- T& H2 Y3 r+ k
  A$ ~$ H+ X* j* i( v2 e- Q4 X

$ l8 C* G  Y  x0 L  o3.2、变压器绕制工艺:% ^" j& S& E  t/ o

& G5 \5 b" ^9 a& l(1)电路示意图:# G# b6 N* t$ J" H: F: }
2 ~+ z0 W+ s# l' A6 @5 C
, t- p0 r& ?8 h, `
(2)规格参数:* m0 f' ]- B! N( b/ F: a# _

1 ?7 k4 e( k3 P( x9 ]2 Q/ i% E1 a% ~1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=33.5mm²;
- L6 C) H5 e+ w3 E% \  o
1 ?& e+ [/ Z) g+ l+ P  {2)材质:TDK PC40 或同等材质;. e4 f/ O0 {! D7 c, M1 y0 e' |5 b
$ ^8 ~; _/ b5 Q; d! o* y
3)初级、反馈、屏蔽:2UEW 漆包线
+ Y9 v; y3 W! w# V" H0 t
% ^: v2 R( U9 Z5 r2 t0 p4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质2 i- U4 y$ B$ w$ f9 n$ s6 C: c
1 w0 m3 @/ ^" V" ?2 w
6)初级绕组感量Lp:2.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);
: q# [. ?  t9 N: K" @, X6 [9 L+ e" L
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))$ p' U1 P9 }$ z) e+ C& Y$ m
$ k% G# n" g: O
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min: y0 U7 B5 Y9 d- o/ d8 ^
+ O, S6 Z" x) W9 E: \
9)成品要求:浸凡立水
* R" @2 u% `9 j) I% v) X$ g6 j4 f  \% g+ Y2 c: F3 }
(3)、变压器参数:8 p0 N9 \% c% ]. k* ~
: A0 K& O$ y- G8 T  A$ w( `. A

) b7 S9 t' p7 z- L(4)变压器结构图
; q8 _, k" ?/ d. M9 {
; g7 l( T  W3 W, L8 b5 n
3.3、元器件清单:$ v9 m2 N; A# G* z" R8 V

2 [+ I9 |7 Y6 ]9 h  ]

" d9 g# X# U( _" M04、性能测评; Y+ t7 b3 F5 H
0 D: d- O7 w- D; }! D: ~
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。' w3 T$ O9 b* w! R* R( {

) i' f0 ]1 h' ~4.1、输入特性:. a( Q) @  i% x/ D  f' }: n8 |
- d/ }- ?# b/ R- K, V7 P1 v( [
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。
0 S: M/ Z$ ]* N, U' V
& i: O. D8 G3 s' J& }表1 、无负载待机功耗(无假负载):; T3 ^0 \3 n' g) y
0 G( k8 m$ w  c: g
8 B) B+ H2 `# w7 U
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性9 B0 r7 p% w: ]! ?8 X# g, o* d# F

- ]+ J4 F/ p. L4 n2 k1 }
& o& h! F% I6 B) O; D( U2 O
表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:0 c$ l4 {: }3 N
' y2 N- G$ W" u0 f

6 V/ Q/ A" M, V* ]5 d# Z表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性1 ?1 X1 B7 o7 E

. I$ b" w/ |. A/ h6 R
* ?) T0 x+ p& k# g7 ^: ]0 T4 O- X# I
4.2、输出特性:
4 ^6 I# e& I; E' O6 F( ?
7 V9 z( X. k' w1 s: `* u" o3 i& g注:以下数据均为板端测试:6 k9 _2 h/ y0 Q: N# B

/ A8 d- R0 [: j* o& {: G+ d4.2.1、线性调整率和负载调整率:7 p# y0 t5 ~" H

  e; F: o5 S9 {8 Y表4、线性调整率和负载调整率
7 R- o" l' S7 `. m# [% n. e3 O% ^3 a$ p# U
3 x6 |$ h  Z4 P9 n: L7 ]1 D
4.2.2、输出电压纹波及噪音:. v5 w8 U- x+ g# c
) `* e- ]) V' p" s( M! b
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。! q, G5 t, g  k2 z

" F( c* y! d+ {( [4 P& V" B表5、电压纹波测试:
5 X( N+ {% W2 e" @1 t5 @& p& L" s
5 s0 C2 F) ^$ F+ ^0 Q# G& {9 d0 ~5 Y
纹波噪声波形图:! ?& f& b" ], F! W) I, M6 v& s
Fig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% load

- B! s( F/ P3 s9 f6 a  B- Z
Fig2:R&N @ AC90V/60Hz,no load

9 u' l1 I5 I; M2 s' m. u$ m* N  ]
Fig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% load
. ^2 |4 r) D+ e7 W& i
Fig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load

$ X, s' P! q+ Q9 a0 ]1 x7 a+ f& w: l4.3、保护功能:
; E% O- t7 P9 n+ ?, \9 Q
+ x4 ?+ w" g8 r! _, }: {以下涉及过流保护、短路保护的测试。
' X" V$ p* L& n. Q, ~+ q% s; x$ f1 U7 v
4.3.1、过流保护:
$ b. ~( j% ]" f6 N9 e
4 D% B* \5 \# S; {4 z
6 N- X: c; U3 t8 ^7 {1 X
4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5A
6 z7 r1 v& n0 O5 {- R" v  M1 q
0 y4 }2 y# Q  N% f1 U8 n
9 }2 `1 f. m, H
05、其它重要波形测试
/ q' O- V  s' f/ E9 c$ L( c. O3 F7 A' `: s
DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:
( j  [* o  V' [" x. S% S
4 X0 D& q  a+ _* E; F
AC90/60Hz,100% Load

' H; v: q9 g/ p
AC115/60Hz,100% Load
/ W& B9 r: q& }
AC230/50Hz,100% Load
3 |2 R' z: [) D+ y
AC264/50Hz,100% Load

8 f5 ~0 F2 o' o) j' ]+ t
AC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4s
  n) }& V& z" Y# ?
AC264/50Hz,100% Load 启动时间=980ms

$ J) E9 z/ g5 s" g3 X( w. `! P

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