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标题: 小功率12W充电器/适配器方案，需要搭配这颗国产IC~ [打印本页]
作者: 思睿达小妹妹 时间: 2023-2-2 17:16
标题: 小功率12W充电器/适配器方案，需要搭配这颗国产IC~
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-2-2 17:23 编辑 3 f- C# H% L9 h
" D% S4 d! |8 K' \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！2 @# q" k q: u1 O) R$ O. u" ~ ]
8 c1 R! A# q4 C3 V+ c6 n01、样机介绍
; R n- t0 Z2 R& Q. l" U8 @) c* V
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。$ u0 @5 ^4 F" T/ t
[attach]47081[/attach]
. A8 u6 i0 w' Z8 V[attach]47082[/attach]
CR5244_5V2.4A 工程样机示意图
7 ~# g1 U# W4 r `/ t. y
CR5244芯片/ R2 x8 r) Q: N9 R9 m" t1 I
2 K( S- r3 z$ U r! ~
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。
$ U4 b' T2 t+ ]- c' _, H" X2 u( U; _( g% x( N
特性/ A+ [1 V2 ?, u) k& e' O0 ~
& T* x8 {" j% B, U* o r! a7 W● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
4 |2 x. r7 {, `, \3 ^& @! E4 `2 D. u! w
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路； - D2 T+ l8 t( p8 [0 \0 E7 r
8 Y) }& F5 t, @1 G; H% ~
● 65kHz开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
. `4 Z9 [7 L$ o# F; S5 Z5 b# {* s0 g8 x1 H7 x# m
● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
" t4 Y- k( |- A: I& E5 y) m2 e
6 O+ ?! z" g* T z% y n6 G; x$ j8 X● 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”
0 p6 ?; t- c, T+ [: l( C: ~
* O/ O) A K) {& \● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；. H8 w) p; e: y+ Z+ ^" v4 ]7 w
) d. g* t( @6 y- g● 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。
9 j- J/ {. V- Y) o' y" D
( {5 f7 }5 A6 m( p1 K# F基本应用2 v0 i; U* G4 V/ F: S
, B. q# Z' J& P3 Q5 y3 Z
● 电源适配器
2 ~0 A; I# T% K# x1 K7 h
0 J9 w1 N. x' U! \● 开放式电源& W* c2 k4 b* E- a- Z
' n# L! K2 I2 O- A0 F* r● 数码相机和摄像机电源
( J& f5 {* S6 W# m' H8 u6 [, X1 {! ^5 x9 Z
● 电脑和服务器辅助电源! s6 b# k) c6 X+ [; I
& p1 R1 q U5 v0 f! d" p● 机顶盒电源
% }% C8 o9 E2 p; k9 o6 x: Y/ c/ m* @) U5 q' V
● 掌上电脑电源( ~9 k8 w; d3 i8 F/ T8 _
; ?6 J1 X6 u1 f3 N* V2 }引脚分布
( h9 W) t/ r* {7 {& {% k( U# O8 T) ^2 k- ?6 ^, k
[attach]47083[/attach]
6 Z( l$ t5 S( O; c引脚描述
. ]( ]0 u, T7 R3 b/ n( ?$ C8 Q: K2 l8 X: H7 D
[attach]47084[/attach]
R0 y0 Q7 r5 E2 t4 p( ?8 e/ z8 [
典型应用
: v( ~. v/ f2 k2 v
* ?# |2 j& r, ~3 v[attach]47085[/attach]
) l, j* t: u9 U& O0 C) T
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。
( ^/ p8 P+ k; ]
; ?2 R. u' A+ n$ R( [3 l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。
& }( N' M& d4 O
z, J% m5 m& ^- [; r1 O02、样机特性7 L0 U7 E. z2 X) \: n0 Z8 ~. W
, ~# [* j6 F: a8 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。
5 J+ `- o8 N% k% f7 \) {; I+ A7 K: C/ F" q
2.1、输入特性
9 m4 b: V- S2 e7 d# C: M[attach]47086[/attach]
" z1 d2 g% h. s- [( \/ W3 H0 \
% c8 K$ {& u& ?8 @* [! t
2.2、输出特性：2 h7 }8 N' j2 g7 J
[attach]47087[/attach]
. H# Y0 [6 k$ a* z+ p
2.3、整机参数：' {! z- j0 R# \1 T2 f4 r" ?/ F
[attach]47088[/attach]
3 {8 B; w; u0 d2.4、保护功能测试：
* k- f/ T: q, b) y/ L0 i5 e& }[attach]47089[/attach]
& h" ?/ @" x1 s
2.5、工作环境：: |2 m+ c/ L8 ~; l
[attach]47090[/attach]
; J- }' r b. b
2.6、测试仪器9 }/ J& M$ l4 G4 e7 V8 o3 V2 ]
[attach]47091[/attach]
. \6 r U0 E9 E
03、样机结构信息
" ?; U; X0 O4 w7 v- Y7 \+ @! J* P3 C
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。 0 m$ j& r3 z- y7 i
8 c0 @2 b: o% P; ?" c6 }3.1、电路原理图及 PCB 版图：4 g; V, Q C% w1 Y5 s
. x! v; W* n7 O+ ^% ?" G
（1）原理图：
" [( E' s% q9 G4 K. c+ T0 v$ Q! P5 N/ x% G" [! _) T
[attach]47092[/attach]
（2）PCB版图; M8 E& X; i3 @8 k
/ \. g! a# i+ o; i: N% T
[attach]47093[/attach]
U+ g8 O" a8 }6 H! Y
[attach]47094[/attach]
# T: M5 e+ B3 f) }5 m# F/ K* T/ ^1 }[attach]47095[/attach]
3 u" J) d9 s3 [! X3.2、变压器绕制工艺：
$ W: ?+ L3 A4 U5 K
$ H) X1 K* a- o（1）电路示意图：; T8 g l0 X# @/ ~. @* y
* B6 f% `) M7 b8 z/ I/ B Q- p0 \& v[attach]47096[/attach]
; p. X, e3 V, F4 t; W
（2）规格参数：
7 {( e2 v% Q5 ^9 H" Q5 Q/ t
# a3 u0 n! B! `, R0 C( R1 C7 {; M1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；5 B' ~0 P5 }& T
7 R$ i1 l: t- i) f9 z2）材质：TDK PC40 或同等材质；6 F B- l J7 C; {. E5 Y
C" F7 O( P* j# G1 g, b9 k4 q3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线! d- Z) L8 w3 X7 ^/ p6 S
* f0 ?5 @1 i: f
4）次级: 三层绝缘线5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质3 K, W6 U! ^% w0 i$ N4 k
! O4 k2 T7 C4 a4 H7 c) O/ R* N6）初级绕组感量Lp：2.65mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
5 A; ]6 q8 l% x# D9 ^0 T0 z, w% j# l7 Z0 p. }# t
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& ^6 R) R9 Z H( f7 _
) J w/ e' [/ U
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min9 N4 i1 B2 I( b; W M8 z- }
+ C$ m* s3 i8 A3 c! @
9）成品要求:浸凡立水
0 E5 Z$ X+ P: ^- Z! M$ R' q' X( E/ f0 m* @) h- I
(3)、变压器参数：
0 `" Z4 O: p( G1 o2 i3 E9 b
: @$ u3 u% R$ o2 u( s) x) ]2 {% ?[attach]47097[/attach]
" J$ W1 c2 G. ^5 t
（4）变压器结构图0 ?: Z# Z6 [6 t$ j5 ^+ K& Y
& X- C% d' s+ W' ]- v# |
[attach]47098[/attach]
3.3、元器件清单：
1 j9 A3 \/ u C# |1 W6 ^( _* N) r: y4 p: i: Y: S- e, W2 Z d
[attach]47099[/attach]
& Z, k$ z: Z+ r4 ]! }: K0 D04、性能测评
' G/ I; b' H; s4 W
% ^2 P( L" g1 {. 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。
- h% _3 N$ a' Y7 n
; R& E: ?& g5 N* H4.1、输入特性：, z$ \3 t5 i E; l( J: o
7 S: C" k8 `+ X/ C, d( t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。5 t2 ?5 [4 [, h/ }0 A; A! ~; y
5 l# F/ x9 D! ?表1 、无负载待机功耗（无假负载）：
) a1 M; V& B# z9 P6 U6 \7 T/ c# Z% D! b1 a& a4 D4 g4 b; |# Q1 ^. ~' x
[attach]47100[/attach]
8 X( [0 L: e/ ~( O1 G. E |* d
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
. K; ]8 ~: e/ O
5 ~8 y) K, h3 p+ \1 L[attach]47101[/attach]
5 P1 V) j2 D. B1 h' C; k表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：, M8 x8 r" u) c1 Z) z
# }2 i3 I0 O# c) O! [/ @2 T[attach]47102[/attach]
8 t! ]+ } R7 ?8 l; X% f( G
表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
( H A5 z3 y% A8 R9 ^" D9 t$ k+ q1 ^+ F9 Y9 l$ S
[attach]47103[/attach]
# [- X4 e# ?5 I. F$ p5 A2 h
4.2、输出特性：1 Z1 A$ z$ g3 k' D. F8 S
- v; o( s# s% e# |注：以下数据均为板端测试：& V0 V, q: [$ R$ L8 Y* g2 a- b8 A7 E
, Y* W8 X- b$ v( g4.2.1、线性调整率和负载调整率：. e( D. }3 A4 L" b
; T# l8 I X0 G8 Q- y% P+ R1 O表4、线性调整率和负载调整率( @* _1 ~& ^: b0 a8 P- R9 r/ \! u! r
B- C; v! s9 i; x
[attach]47104[/attach]
" p; [8 D4 Z* x i0 l4.2.2、输出电压纹波及噪音： w% D7 U. C2 v/ b+ ~3 Y- \- d1 X: U
( F, l7 Q! Q# Z0 B2 \; W" a# p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。
9 N7 _# k- M$ k9 |
9 \& B( V4 g( W: U3 \表5、电压纹波测试：; \2 c0 w; N) X8 x, @
7 l( ^8 L" u# m$ H9 r0 i
[attach]47105[/attach]
纹波噪声波形图：
2 ?, E4 ~, I# Q3 @. H v[attach]47106[/attach]
Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load
( h2 o9 L+ y g* R5 ]
[attach]47107[/attach]
Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load
) h( ~! H* V/ A% n3 t[attach]47108[/attach]
Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load
0 B" q" c1 {( }& g( i[attach]47109[/attach]
Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load
/ G% Q9 n+ I8 |; o# K8 ]4.3、保护功能：
. Q; h! h' k. s( t4 n6 ~9 v# @! u# T! i+ k, Z, X+ W8 L
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
. @" M g& a7 _; W2 B4 T6 ~; B- o, _0 y! H& N4 x0 K
4.3.1、过流保护：* Y8 d! Z9 P& d( \7 H
' ]3 b2 x7 N' P0 o/ J[attach]47110[/attach]
7 ]/ |* s1 q2 O$ [
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
: |7 p( I' K2 {5 F
2 V2 ^# g) L0 `" W* C* B! m[attach]47111[/attach]
2 M8 |/ i w7 A0 K
05、其它重要波形测试2 {$ T1 a$ B( r
* M8 W# M) `8 X
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：; l+ g" L0 ?+ p
% D% }/ O. b- n) H* w' f
[attach]47112[/attach]
AC90/60Hz，100% Load
7 D4 K' c1 d7 {0 Y( V
[attach]47113[/attach]
AC115/60Hz，100% Load
* h: p/ Z! ]- m2 w: ]/ m
[attach]47114[/attach]
AC230/50Hz，100% Load
7 L& V% a$ v: S6 R[attach]47115[/attach]
AC264/50Hz，100% Load
$ V7 z% o" }& Y) d
[attach]47116[/attach]
AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s
9 ~' o- L7 Q+ o% F! S/ h$ b[attach]47117[/attach]
AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms
a: l0 `6 G ~) g
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