本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-1-5 11:11 编辑 , q/ J8 _( a6 L4 _% D0 h3 h& ?
2 I& w% k( r) t: @- i1 O
文章概述
8 B4 T1 k; s M6 S+ b9 d
* [: [ A2 E& t; j9 p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。 a+ V3 l* i: Y( A0 s, u! s; c3 |
# k) i9 n. ^# e# d' J! A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。
) b J7 z1 M* j; w6 `6 i7 V2 Y0 K: C+ Y& @; c3 K6 v
1、样机介绍
( O$ X! G$ d5 f. S
7 I" f% e2 L0 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12W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR5244。$ Q& [9 J$ T0 i' \' ^% Z! u
, v4 _! g# J' w( P# n" _! ?0 j
% I, O' F x2 {6 ZCR5244_12V1A 工程样机示意图
9 D4 g% p1 i8 p" X, o: UCR5244 芯片! a4 b; O3 R8 {
" Q" i( m- T( U( E
CR5244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。, R7 G% k! E" z: z
. {7 [9 |) h" C$ H8 Y特性4 G6 P- g, S) z# e. V5 t
R0 N. P* G. [& _; y● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
; B! q; s7 G+ U+ z, t' [3 {4 ?● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；) e- M8 _0 U- S4 j, A% c
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；: @# D% V$ R; b8 u e, o+ d2 [* E% K: ~
● 全电压输入范围，待机功耗：< 100mW；
+ l: \$ h! C# P● 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”+ o o, ?8 l5 m6 G j7 t
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
& i0 r. F8 i5 @9 u( @" [9 r● 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。; A2 U6 C9 e3 y5 r& \9 \: w
2 K3 i/ A3 j* _2 G3 b8 f基本应用 q: @# z4 I1 _
9 d; v0 s6 C; C$ u
● 电源适配器
: C9 _5 `+ G! d; g* @ ]7 g* p0 F9 A' B; r- D, s* @0 F- _
● 开放式电源
2 O, r+ n! b* N
/ t9 [) ^5 q1 D7 x. d1 x● 数码相机和摄像机电源8 y& B. W- e- k! @) E
' Z0 Y+ R$ f. }7 v! ~" `● 电脑和服务器辅助电源. I% d4 A) e0 ?7 B: n" {& i2 h
5 h" c( S5 O7 L7 {7 e
● 机顶盒电源8 v7 h/ ]# y& g' F4 x; F' ?0 {
2 E% A* `: f4 I1 X● 掌上电脑电源0 g A& O- s2 D; n% R1 ~
9 Q, d5 W" b# p# U- f
引脚分布
" C$ B/ H8 [1 \7 G& ~2 Z8 [) t! u! v5 h4 z: X3 D
( C! Q) P# A3 L; o; Q
引脚描述
# l1 P: e* }; i b$ E- P6 j
|# |8 F# R9 T# f8 N" k, }1 _$ g2 J1 o# j
典型应用9 Y( a, d w- @9 e. z
% b% r* X- v, X3 W: o0 o+ }7 Q& {0 r3 T
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。 Q1 F" x$ I5 L! s
5 t9 f) \* ~& [
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。
( W0 e8 R" {- ]/ |
$ y# _. }4 Q0 f3 l) s0 `2、样机特性
1 R( L) O8 g/ j# \
8 p$ w- x& ~1 H0 i% ~1 Y: ?% Q1 [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 J3 J( |( O2 T8 F1 X
Y- @( D; R' N# y( G2.1、输入特性：# Q9 J& J# h3 [3 M
- K0 r; X( M# u0 W
2.2、输出特性：, B- K/ j( ]+ p1 k% ?
* ?; V0 ?. G3 M0 R
2.3、整机参数：1 I9 g# w* d3 P- a: |& m+ v9 \% u
/ k& M6 f. A0 m) ~ l& @0 N2.4、保护功能测试：$ g% r8 V2 A. k- d
5 _; D1 I+ \7 H& {% o
2.5、工作环境：
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2.6、测试仪器
6 \3 K- D& b7 C1 @) h. M% _; h
" Y5 |) i5 _2 [' N# b& S* c( J3、样机结构信息0 T1 v w7 d% U
- ~' [0 J7 _9 @) e+ v: B3 k
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。6 p1 h% g- a/ e" |% l. ], L
: B" @( r! W, K7 f5 g) Y' q( e
3.1、电路原理图及PCB 版图：
% |: B. a& {2 u0 n
+ Q# j3 L6 t2 V. }* a1 _& M' I（1）原理图：* g3 X/ P) B- g7 I, H! a: d
（2）PCB 版图：4 w/ j1 ~- S w. D* r0 g- p- K
3 ]( w' l* Y' g& `& u( \
1 M" S3 k, [1 h1 k( z
# h0 h! Z9 Q# h/ |$ U% d4 {
( b- Y; _+ k: r/ I! X3.2、变压器绕制工艺：
) m6 v8 b' X6 O( W8 Z; H5 C3 C' L/ E+ c9 Q3 E- I$ n
（1）电路示意图：
0 e" G# U4 _: D# F/ H! t6 m m P2 n* I D9 [9 [ V; @4 _8 t$ A
+ f$ ?3 C# }. c) v0 U" \（2）规格参数： p6 H" x* ]5 S: |3 z
+ P9 ^8 v- E, T* j! a" c; o0 x1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；" G2 ~; n+ i6 ] ], H
2）材质：TDK PC40 或同等材质；8 }1 w# I# r9 z; d/ V" l' | Z- V
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线; z3 u+ Y: y& \, y% j
4）次级: 三层绝缘线# Y2 {. `$ N( w+ G; m x
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
! @7 Z5 E6 D0 F6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；1 H% l& j; ~; K' e
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）)
. O Y$ Z* J+ h) W5 a2 k6 R8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9 p+ f7 c6 ]9 o! P+ N$ E1 b9）成品要求:浸凡立水
* }, m) a4 s+ a: s9 n) t
; t6 ^3 m+ e5 w. k（3）变压器参数：5 J& M- a8 Y$ e# w6 r
- S# [ W+ Z! s' N+ s" s& g, L（4）变压器结构图：5 @) ^3 r6 e& o
6 V( I. I0 I6 x) g3 D2 E
( m: C( v9 s$ Y7 v9 ]3.3、元器件清单：
1 v/ o, S, A# F1 q' d
5 {( l3 J) `1 x7 H7 \& ]7 b, h4、性能测评
4 }* F# T* a; P9 r; L
1 x/ A3 ]( J7 _0 x6 V5 ?5 @7 h9 j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。
3 w6 ~9 M& d5 b9 _! _' b8 E4 m6 O( `4 b, W3 p; k8 o2 c- a3 q# R
4.1、输入特性：: C' h. j+ W9 {% z6 W/ h1 E
I5 _ e) I7 _2 D, E9 v' g
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。
1 T* N$ F4 o( T" S {. h5 V" G9 k# ~
& i& r% @6 \ h7 n9 K0 A$ d2 ]; Z7 G; G表1 、无负载待机功耗(无假负载):: C7 ~ ?0 l0 x
l. a2 q$ U; P! r- H7 S
表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性7 [5 x/ `* Z# E$ Y2 X- M
+ j! ?, L8 s/ O8 S& W* E9 a9 k
表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:6 f. J2 F7 X9 N; `4 a/ x" L
1 {" l7 _0 f! o7 v4 l [8 ~/ e表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:) l3 H S; C1 v5 ]7 ~ @5 Z
0 }8 f' g6 ~1 ?3 d8 a, M
4.2、输出特性：
; s- x3 p; ^( e4 z% u; d7 X$ S7 j1 k0 f( k. k7 o# |- }, u
注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；
4 K- v7 E z4 ?( R
4 D; }: k2 u. D- i4.1.2 线性调整率和负载调整率：$ d0 |& ?1 N7 ? f. v) Z& |0 B
/ z$ ^% u/ `5 T- i8 G; W! P
表4 线性调整率和负载调整率:, s: W% D4 w- v" }9 R4 ?5 M( J) H. S. e
4 t: J% t$ ?6 ?) g3 U4.2.2、输出电压纹波：
" U5 s) `' w a8 p1 x, F& |" A- t0 X2 C8 H V# E! C) 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。8 v$ l9 P3 R. `, u* C9 E6 N
1 ~3 I4 L/ R& ]
表5 电压纹波测试# u( F/ X" G( a) F6 ?+ i
! |3 @, l3 a. P4 q2 _ r6 a纹波噪声波形图：/ n- t5 m+ Q+ J4 l
" [+ b1 t% w5 s8 B: N
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
2 M7 i, K( X* \2 N& a- A. d. U2 f. rFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load 1 N/ z! F/ Q( o7 X7 k: k! c* f
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load - C: K: z2 x* w1 q; k1 \. s; S
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 2 W, [3 O, D( X+ G- ^0 v" |: l# ~ ~
4.3、保护功能：7 X0 f8 t) f* O& S' G0 L& F% o) n1 m
; W- ^# M9 A9 S9 n以下涉及过流保护、短路保护的测试。
6 d7 ]. N: O, L5 P) y( B+ g
* w3 c6 S# T0 ~1 h4.3.1 过流保护：
% I, d. U; }# I' f7 `# D
. b2 C& w* V, O5 A4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A6 y( ]5 ]- Z2 x2 g% w
+ m2 C6 c/ e0 W) c* G
5、其它重要波形测试9 Z h7 E2 z# r' ?6 C" s |* z! U4 Q# _
S: Z f$ f5 t2 n
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
4 J! @: }" l! J" ]AC90/60Hz，100% Load
6 x7 y, }3 B2 D0 E2 g* ]* `AC115/60Hz，100% load
) a) b8 y0 j8 k9 ]5 vAC230/50Hz，100% load
4 J1 ?$ X+ a. W+ s& T& H* c& c" G& Q+ W% qAC264/50Hz，100% load
4 x9 w; }& W3 p6 N+ ^% d; [AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S 8 ?0 Q1 n( m+ a G
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS + E; H$ T- j+ p$ H
6、EMI 评估测试/ @+ _" Z$ j9 z0 M0 c) |
+ b" A! O$ S( a1 J5 R* M$ m测试条件：7 k3 q1 n9 x3 Y
6 `7 S' b5 n# M( i输入：230VAC 50Hz ；
" r) j5 F1 \& ?' u, b% j; z输出电流：1A ；) w- `- c# |) F
负载类型：电阻；$ @$ f ]" ]+ p) V8 ^4 r! J
限值标准参考：EN55013、EN55022B。# ^* V$ r: x- f o: }) ~1 `
6 N( D4 w& H& V: O传导L 线测试PK+AV
$ B4 z1 D- e8 g7 f3 ` t2 i4 ^) |传导N 线测试PK+AV ' @6 j2 `- `; X7 c
辐射测试PK+AV m( O* Y3 q$ T0 T; k8 n4 M) I6 r+ }
|
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发表于 2023-1-5 11:05:12
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