本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑 6 d! J4 n5 k# P+ t. Q% F
7 C. T" r! t/ w9 Y- \( k概述
( `) W; S. m' {" Q- m! G2 x7 }
- o$ P1 k+ M( B4 v) w( Z# U电源芯片被称为“电子设备的灵魂”，几乎决定了所有电子设备的综合性能，而本公司是专注于ADC、DAC、PoE和DC/DC 芯片级解决方案的高科技企业。今天给大家推荐一款本公司主推的CR5241电源芯片。
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1、样机介绍：# R2 e' n. `- I- ^* b& o
. w6 M7 W, v. k2 {! a1 B, z& L4 m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10.5W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR5241。
3 B! B. N2 r* f$ m9 N3 `* j1 ~0 j) G+ G
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
6 N1 E3 u2 G: Z5 C* a7 z关于CR52412 s6 w7 A( B2 E: F1 Q
6 q5 m, |, ] R' i Z- r3 |/ PCR5241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。: W0 ]2 {7 |( m% {6 O8 X, B2 U% z: u
4 m. A0 b2 a; ^) o$ M5 I0 L
CR5241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。
; h/ m9 ]. P, T: S* O' [8 k% I
. W e7 [' `+ ^芯片还集成了最大输出功率动态补偿模块，从而保证系统在全电压交流输入范围（90V~264V）内最大输出功率点恒定。
( L* h4 W" Q5 K$ O2 B! B; i& Q/ S+ ^5 p: U |0 u
CR5241集成了多种功能和保护特性，包括欠压锁定（UVLO），VDD过压保护（OVP），软启动，过温保护（OTP），逐周期电流限制（OCP），过载保护（OLP），SENSE引脚悬空保护，GATE端箝位，前沿消隐等。
+ [3 Y' O. B5 k. o芯片特性' K/ b) W7 X- U/ @
& l9 q" K5 Z- T" d& Z● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
% D6 \1 Y. Z" M1 ^. U( b. g" T4 z3 E- r, E5 Z0 }5 d
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
. G9 d c. ]3 d% ]9 F$ |; @ I) U* b& C- o
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
x7 w$ G' R# i! C0 F- b; ?9 N; i
, T- ]! V6 m1 ]; K& o● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
0 @5 b' z& {, b" E. y
& s- l& b- B% i+ T! ^: ]● 输出接20AWG 1.5 米，四点平均效率:>80.0%，满足“能源之星V2.0-VI 级能效”! u$ J8 t8 [, z z) ?5 ^% A0 r( `
7 B9 B; J" d( y6 m0 D6 I4 x+ r● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；6 Y3 z6 V- f- U, z
, {/ `9 S K- w7 ^" D3 B● 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。
$ s2 x) X! [- F# v+ ]& U* F+ E9 }7 O, _ t% N
基本应用
) x; D9 D2 w" c0 O& u: t/ L: k) R, _7 w8 X! n
电源适配器
) q& p) O) f8 `2 U, K j
( |% I+ R2 y+ A# B1 H开放式电源
i% d e3 H& O( E! j) ~' P$ [1 t- k( y% q
数码相机和摄像机电源
5 b: r0 o! G1 v6 i0 D8 C% a) e7 `2 k4 F/ S
电脑和服务器辅助电源5 v8 C. k. r) t# K/ v% Q
1 z- E; h% ^' N3 \8 F
机顶盒电源! H- o/ O G6 w
7 X- c6 F9 e0 A4 C7 W3 v8 n1 V1 s
掌上电脑电源, o* C" d0 \8 R8 K$ {
) z/ w% R- \1 U引脚分布
; K( a( `7 K( |8 p$ R) v
( D* r, q- T, D1 [# W: k9 g: k) P- L- V( L$ v. K& o/ G
4 |% B3 M; U3 F% F; I引脚描述
, e7 C# n! L0 c# s2 k" t. v: [8 L8 ]9 H- }& _5 x* @
$ O" B! Y! f6 q典型应用
p2 S! l* v) p4 Q2 r8 H% N9 H- U3 M' `. ?0 {# _ W6 s% s
4 z. q( g% V/ _! U3 y- m
: @, b6 e& [$ C9 Y! f6 y+ W该样机大小65mm×38mm，AC264V输入待机功耗<100mW，平均效率>80.0%，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。
1 ]7 u# g' Y3 q
& B4 B; n+ q+ j, Z$ D样机的变压器，采用了EPC17磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。, D$ C% f* G( |* H. {
+ c) r8 k+ v, W( H. b# `& r' _
2、样机特性：- a: P1 H7 c' n8 R# X. c. T, h! j
' E1 y L' i% ~9 G5 `
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。. G3 } Y5 N$ r! M7 ]$ h; s
& a; s4 g- s& G* b9 _1 I( I2.1、输入特性：- g2 D# _. t* j: l; A
7 s4 {7 t; p" R" L
2.2、输出特性：$ B, O. k$ h/ a! d0 N
% S7 a- W$ N) N
2.3、整机参数：
, S0 I0 R0 I& a }1 k5 e7 R
% ~- `3 U) e; v2 ]8 p! A# s0 k2.4、保护功能测试：+ @" g) d$ f# k8 F+ P! M: @$ j+ j
3 K2 B( N3 m$ g* g8 P& X- T0 G2.5、工作环境：2 B8 w0 ~5 m9 ]8 k. c5 I" _
2 m# a2 _8 x$ T# c% x' |7 H* J& a! H5 h8 W8 z, w* \
2.6、测试仪器7 ~+ w. b- C& N
: e( `0 V! b9 K/ |/ ]3、样机结构信息：
8 \' {2 w# Z* ]* z2 J' w
' A- T5 u; B: K6 ?& g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。
& ~$ P1 D5 ~2 B% v; T J& v
; E& Q; ]- q7 W3.1、电路原理图及PCB 版图：
; l, ^) ~( c) c0 P5 A" J+ ^# V2 `& _2 Z W: e8 [# R3 w/ C3 Q; `
（1）原理图：
8 K: ~- @; a% A/ g; H' l+ F, h* v8 w3 `0 [7 o2 p9 e) c/ _
（2）PCB 版图：4 d0 \' O* i2 ~% I2 Q0 Y4 }
, O8 X; V5 v* v4 D% R
; O) Y0 G$ s" `3 g4 s7 D
3.2、变压器绕制工艺：6 e$ P7 U: i8 p- x; k% g
4 V# B" @9 `! V
1）电路示意图：
' N0 i" J" D7 [% B" g0 I" i) q* d+ y& Q$ L7 `( E8 g, q
+ Q4 J- p& l4 p5 a
（2）规格参数：
! F. p& h# e( |' b& }0 D" u% N1 c. ]4 c9 q, A7 L# m) i9 a
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
. t; ^+ e+ d$ u" \2）材质：TDK PC40 或同等材质；
, U/ U' v! j8 j# Z9 s3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线4 @) D+ \+ w( V6 |% c; f
4）次级: 三层绝缘线
( a U2 m+ p- [+ k5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质" h4 m8 x% r/ I4 p U3 u
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
) g0 I; S2 G( \6 W* l8 a7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)5 L' g4 j; K( S6 F% F" n% E
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min+ O3 C6 }: V+ F- _" |+ j1 g1 I
9）成品要求:浸凡立水
% N7 s' T, W/ D7 `' Z/ A' y r) A* s5 W, j9 F
(3)、变压器参数：
W6 x1 r9 n9 Y& r s3 j0 Q% p, C M8 l+ ~ O% @5 n! @5 R
& ?3 o! j5 z9 k# C2 c0 d7 Q+ D
（4）、变压器结构图：
3 n: I5 F8 p: Y! ^3.3、元器件清单：
4 A0 U. c2 Z& O3 E- \: X; }- @, c$ M5 h' {
, ~: q( g' G2 H" v( _: f# n0 X4 }4、性能测评：; J$ u- Z3 G- z! F
" C5 ~% v# C" ~* M" S, V5 {
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。+ C7 c6 Z2 _8 y
8 f5 k* ]# X5 n' o, x4.1、输入特性：
& Y7 W- |. i2 M
' x6 h7 R- e/ l. o' i6 U; D0 V# 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。: ~' R' Q1 T$ Z. U0 \ P) E
+ d: Q9 Y# M; C" |& o# N4 D表1 、无负载待机功耗(无假负载):8 D3 t' U9 A2 N! b& a
8 P! a5 x |( I( }9 Q) n1 }% W. q! L, M# J& i
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性( a/ L! m; o, n' v' \. A/ W0 U4 R
( c1 @) F- @, |/ |
( e+ x- H# R/ K. Y9 ^ R表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
6 N5 s4 \& w% } A/ z7 |9 d
* p. f. u" o: Q; n$ x' e2 D; W8 L2 Y& K- [
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:& k. ?- W9 n9 D
1 ^: V# C2 J0 K( Q( ^, `$ {2 a3 I j, r; P( y$ a
4.2、输出特性：# K8 Y- i3 T" x2 i# }/ |' }
8 ~$ y% t% J% [& d注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；$ K" B, `+ p( E6 e
" k4 x- s" m) j
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
5 ?( E: ]+ Q9 k! {& _" m: ~/ m! h/ H
表4 线性调整率和负载调整率:( f: k5 N. b& z7 [& N w4 e$ n k
U U/ f! G, ]6 J" y4.2.2、输出电压纹波：
/ S1 n8 s$ `: {1 @4 ^, b: N
0 E) g- a5 c8 R' r注：纹波及噪音在20AWG/1.5 米线端测得，此线端并联10uF/50V 电解电容和0.1uF/50V CBB 电容，示波器带宽限制为20MHz。8 V9 a, W$ L$ e; A$ ]2 F
9 `! x* K. h0 {/ k. \$ K7 D
表5 电压纹波测试
$ c0 v( j& E6 a, v; V# |- ~. Y+ t0 ], X" u9 S6 N& G+ r
纹波噪声波形图：
# f4 I$ i3 m8 C8 i! L9 f& j9 e4 }6 ~' A5 R3 F1 d; |0 t" A% N m
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
: A( z& ?, P& y3 X
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
" G& c& J1 ^8 I" U: M
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
( E" E7 T, c# T; w& @& O
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：, J+ M% ^0 W% O" b* G
+ c" `( c) V Y8 f) Z5 O
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
1 J( I8 `: p% H+ ^" F/ g3 f" K: A6 l9 i' a
4.3.1、过流保护：
! u9 j' `$ a5 b! W( @8 |2 q+ F3 Q1 @% L' [# L9 U
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A6 d1 O0 b* n' ?
9 s$ M( t6 a' k* Q$ z5 o# m5、其它重要波形测试：
( q* t6 _9 c5 y) i. G& g, g: c( n1 [( d4 n2 ]! C
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
2 p3 x+ `3 T# ~7 i" U: s, x! \$ `% H) @- a! d. d, `
AC90/60Hz，100% Load
% x' r" P6 o. c7 {" A
AC115/60Hz，100% load ( K; G) Y8 [* i5 k+ M& u
AC230/50Hz，100% load
5 x5 M0 H( w6 x# ]1 D
AC264/50Hz，100% load 3 r" t3 Y1 y4 F& \5 x) N7 F
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S 7 O7 m# P6 H$ _6 `" I6 v
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
+ K! J6 P- l& P/ E/ B) q9 b+ y/ E2 B: X6、EMI 评估测试
. @+ k' x' [9 Q& y4 H
' y. |+ Y! v) ]- B3 E9 E7 m7 d测试条件：9 t% }5 c3 o! l; g
- a) h+ Q. M+ @/ T9 Z+ k输入：230VAC50Hz；
% Z1 t2 ~4 ]! ^. i/ X @, ^' T& z) N输出电流：2.1A；+ ?$ N/ @/ |& o/ ]
负载类型：电阻；
, b5 y. R+ }9 c/ V' H# M8 L7 h, b限值标准参考：EN55013、EN55022B
0 R0 k) q7 n& g. n+ O# J0 Q4 {0 s5 n4 R, S M# O- N1 S$ p5 R
传导L 线测试PK+AV
! L- ?4 u- j8 Y: `
传导N 线测试PK+AV 5 c, k" S4 R- }, _
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-5-13 10:16:24
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