本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-2-2 17:23 编辑 2 T" n8 u6 P1 s5 z4 [
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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!* l) f' V; }1 X+ ~3 x9 w, c
& z0 P4 O8 ]; P& L01、样机介绍
5 K- v4 U) n8 Y# h. ?1 W
$ u1 l# t- o6 e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。
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. L) t* Z4 z$ t4 E& mCR5244_5V2.4A 工程样机示意图
# {0 Y0 L( J, x5 A% x; Q$ h9 FCR5244芯片2 P! S$ [, r7 G) I* H. I
/ ]1 f2 [' f( j7 ]$ O5 JCR5244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。
! D* B6 H( [; Y3 S' r( Q6 ?3 l* Q( h$ J* H9 v9 m$ L0 M1 ~
特性
1 e( Z9 L4 p3 I6 U% M4 W7 `
# B& s: h+ n4 s$ A0 w8 r1 C$ Q3 X● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关; 9 U7 _: E. @( M( k' q6 h+ r
* Q( O8 D6 M! u0 a8 k2 G) Z+ x3 U
● 内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
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● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性;
* H( O, G7 v9 f0 i3 M4 _* A8 t+ I7 j" \( q6 G# c
● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW; `" G# U: i' ]! N
& N- Y- M7 j5 D● 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”
* P( G- t) D' ^- \7 h- g) F# G
, f1 H9 \6 c. A$ x● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;% j3 [/ \2 U: A+ g# \ o* n
* H( v0 d% F4 L& B- U* }● 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 }3 E! U; f( t" n9 p
; x% H' X; B9 n4 ?0 q2 I基本应用+ y/ u2 P/ [' J0 x% `- _
8 E' c$ i) \# \+ k& N& n● 电源适配器% v, s5 X6 a. n( F
Q) |" B, Y( \% I# G7 r N
● 开放式电源
' K, [7 Z! m2 o7 f; g
5 M$ F9 [3 ]& I1 g' u/ L● 数码相机和摄像机电源2 N4 z1 w; T' C, n% X2 r' Z
9 O7 L; {" U/ W) e: U. z7 A
● 电脑和服务器辅助电源# N5 P% a' V( V7 A7 b* B/ I
& S# S8 G- A" d( S* |) H' Y2 O
● 机顶盒电源
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- q, E3 p. R1 C" B. r2 ]● 掌上电脑电源
8 e- ]7 \- G% y+ f. a! p9 K% A! Q" l0 I- m2 z0 I7 j+ a
引脚分布; j$ a3 b/ k: F) m+ H
8 H* h6 \& W2 {0 {# E9 n: A$ w0 A; J+ }9 n- ~7 w& L' Q
引脚描述) Y9 a+ N4 z/ e
0 w3 i5 R3 U% `- m
3 x# R, n% Y- n. e# `" }* y典型应用$ w3 r# h j# B7 V \5 I3 P) C
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% ^) U( e% d; K; X
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。
- l9 W: M) }' a& h: J& G9 E8 q1 k) t4 A' J+ `: q
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。
' E8 a5 v% h i: D" [( z. I4 X; a: b* z2 Z0 N; [3 g1 w, S
02、样机特性
+ |1 T- m$ B% I& t2 @" Z/ b1 k4 K- f
/ }# C& M. ? f6 n6 G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。& [8 z/ |$ a1 R# x- H5 z5 ]
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2.1、输入特性
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$ H t1 ]! D- n$ D+ |
2.2、输出特性:: f. ~, z4 S+ t6 _. s
- j* Z1 z4 N, ~( q! h
2.3、整机参数:# @9 O6 ~9 `- N6 ~$ d; u$ b
/ e4 X6 t7 R* E2.4、保护功能测试:2 c: D) O3 A4 y/ E
, v$ ? r- g+ y4 H4 u3 |* R2.5、工作环境:6 w0 W6 k% ] u0 A8 ?" G4 j
0 r. X( z# ^4 a' C1 ?' m2 V' m2.6、测试仪器
$ c; `, i* I: ~
0 ^6 ^$ o. v, z; k03、样机结构信息( h- F& q. m$ O/ K3 l
# u |; O9 h7 h, r* z
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。 ( j" a. e. q. N! e" x+ S! D2 h
6 m' H* J" \5 D, L1 t! l
3.1、电路原理图及 PCB 版图:
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(1)原理图:
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$ |' v' x8 S$ C/ {" f! G+ p/ N(2)PCB版图" R! z6 c p8 ~# z
# v; n" @# a2 _7 m7 b3 m6 I; \5 i% b4 i G0 y8 g& D) ~ v b" w
- p% v& Y* Y( E% w9 o
$ D2 z- \( t7 _7 _# X
3.2、变压器绕制工艺:5 ^) R3 J: z# T
! J2 ]4 F: T$ z3 Z9 C6 V/ g(1)电路示意图:2 V/ g! R2 t& W" f
9 F0 M% S# _! ]( i& B' D9 V" o# G5 y) } \9 q W9 m- A1 i
(2)规格参数:
; Z1 F; Q4 v$ g+ A# f3 J0 S+ u6 }) U
1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=33.5mm²;+ _5 ~2 S& s" ~3 w' H& T
% S: F/ p( q, W& e1 X0 A" p: t
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
3 b0 O0 C) V; z- d# {
* j' p( w; C6 [+ g0 v& @3)初级、反馈、屏蔽:2UEW 漆包线
. S' f0 _, @' q! Q
( p8 w& c7 R4 |3 {4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质% W7 F0 B0 c' E5 g( T& m
9 t7 `. [3 w H/ X J' H# [( Z7 S6)初级绕组感量Lp:2.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);
# h: ^ L' k5 S) I
' u/ \* |" d' Y( u' e9 I7)漏感量LLK:要求控制在初级绕组的±5%以内(测试条件:0.25V,10kHz))6 P# l c2 ?- x/ Z+ n
, b" A" {- N0 {. B+ p$ \8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min' F5 `9 B2 U" d! g5 C8 e! n. _: w
8 C, h0 \0 V% A0 [6 q2 M* z
9)成品要求:浸凡立水! r' x% D8 e: t, q
1 ]9 y: [0 g) m. E/ h6 @
(3)、变压器参数:! I7 F$ ]: R+ L( y3 e7 o
' j. w) ~* `% `
1 `8 Y5 g# j( ]6 `8 r' x
(4)变压器结构图$ T: l- E/ W7 I
. C, }7 C/ j E
3.3、元器件清单:
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8 M6 O# x) a" S2 b& v9 W6 J& R2 h& e! B
04、性能测评
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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。: Z% U( o; x% {9 Z
4 n* K! Y) N* o" r) a9 w4.1、输入特性:
, D7 [' }7 \ |5 j) L1 g: E' }2 h9 A
+ l8 G0 `* L2 F/ S6 I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 ?& t+ o) \3 N) ?# t. y% |2 q5 A
- J% r. L/ }/ C+ z r* P8 P7 D表1 、无负载待机功耗(无假负载):
* W B! e5 p: B" r+ D
2 h5 s8 ^ S: d+ W* I( y, N9 w/ a/ q% U0 `- v
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
) j( G d: K- e1 b2 h, o: A5 i$ Y" w5 ]# C C
% D7 X; a3 j7 ~& r+ }! |表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:
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3 w, m& [+ X# M
表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性# n' R0 q j7 M5 t5 ?
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2 m$ S, h$ |( h1 R1 s9 _, Q
4.2、输出特性:' m7 w* A# X$ o0 v' N7 _# o
. y" H9 e1 W; u0 v) l8 |" f
注:以下数据均为板端测试:
" H% p/ Q* o6 c
& Y: b9 a& @( D; c a+ l% e4.2.1、线性调整率和负载调整率:
+ I" H/ Z' N6 @6 Q3 V- V3 n$ G2 v2 o# y
表4、线性调整率和负载调整率
" G4 ]6 B3 x4 L( O r, N6 l; w' M; M3 m" o
8 T: @$ U+ c. x1 T
4.2.2、输出电压纹波及噪音:
+ |& _4 W u+ Q0 Y5 G8 k2 e/ g
8 R, ]' ^; ]1 \5 I! G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( R$ C+ Z; J
6 c/ Q# \8 F3 o& j H# f
表5、电压纹波测试:2 G( D# w% W- _* W/ a7 F
2 q+ ]$ o# n2 T2 O* V纹波噪声波形图: q+ S! N0 G2 [
Fig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% load
/ K& n7 a# [3 v1 u6 {0 bFig2:R&N @ AC90V/60Hz,no load
$ ^! a; f: W6 D" V9 a- I6 ?Fig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% load
% B' k, i& x% U' TFig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load 8 d1 G d* h3 L5 [2 ^& _5 ]/ [* S* E0 l
4.3、保护功能:' f. {4 x( @" W7 A" ^& ]
% T4 T- I5 N" p5 @& k以下涉及过流保护、短路保护的测试。3 t: `. R* f% k* d9 h
: y' I2 x: ~1 T9 `' {/ ?9 M4.3.1、过流保护:9 `4 L$ V$ D5 }- J B
, G2 I0 i$ \- Q( u- ]; g3 q$ m
, l8 @+ q6 s$ l, s1 W
4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5A9 v& I4 c6 h k! B
3 B! e% K$ y8 @) U9 ^* o, v& Q
05、其它重要波形测试
1 S0 O! m/ s) A$ t$ w1 j& D# p
4 g% H" X* `0 R9 j# O8 mDRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:
, L; g) Q; \: x$ N% f$ y; T
! ?5 k/ Y( B- T9 i6 ]AC90/60Hz,100% Load % _; v7 x; \8 I4 n2 Y* u1 C
AC115/60Hz,100% Load $ z. A+ _% }1 O% B. u; r9 [- S
AC230/50Hz,100% Load 1 p) G: P- [' S9 o. ~/ y
AC264/50Hz,100% Load
( j0 T5 s( g5 F$ H& D: OAC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4s
# I! |7 h( H- N- D- o6 a0 K, Q! aAC264/50Hz,100% Load 启动时间=980ms * Q0 I" Z7 w$ z. ~% V! t# c4 E/ h
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