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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
4 G" O0 |6 x) J# t/ k: G: ?; s+ Q6 o' S2 ~; h; V
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！7 D& U- M/ P, M b7 o' r
9 B- C1 k- E" z6 M
01、样机介绍
- `& I: \+ p' H- `4 s5 ?# ~0 t5 x0 X; F0 E. W
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。
+ A5 _. L$ w r$ i$ ][attach]47081[/attach]
\$ \6 G1 B9 `' U! Z
[attach]47082[/attach]
CR5244_5V2.4A 工程样机示意图
. W4 e9 b" ?1 L6 hCR5244芯片
3 U- N2 a0 C; J3 b9 G' M8 p
% g3 i* u0 K3 D5 G7 z' H# i; [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。
$ f2 U8 p9 Q: V1 w; K
$ `+ A: l7 S8 F, R5 x- `特性
3 [! D8 O2 Z; w/ S0 p4 r5 v8 h4 x: A5 n8 W" c: `! a1 i, M% m, h1 _' W
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
4 G3 U1 Y& K0 D, W q# n* d# \& u1 j0 j. G
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路； . a1 P& x" q, [
9 l6 |* {+ |; z+ z
● 65kHz开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
7 W b; @6 Y3 M1 }& Z Y, @) p
) \: X) M1 Q; g8 C: B& K7 w● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW； 7 Y0 Z6 ^9 P( _: r3 P
! m# M- P9 b$ n( h) E
● 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”
1 C+ p$ b6 o/ _" |) b- `# u. X/ ~4 ~+ i" \( C
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
7 l) A) o( |5 o0 R
6 p* M. v) |8 @6 _! Z' U, Q9 O● 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 ^* ?! N1 u1 T" b3 X
& Q3 _+ E [, M. V) T' d0 D- A8 c
基本应用5 J: Q7 Q; g! P- Z: U4 a5 \# L
/ p w8 h8 L }* U+ ]● 电源适配器
: ?* d: V( l6 M1 H; A: J6 v6 T( x' B, q4 C2 w: h# o
● 开放式电源5 s: B! K' r! i( }* o* w& H
+ }! x- r) w$ ~2 k# G
● 数码相机和摄像机电源# G+ E5 \; o* s- ]- @* j6 u) j
8 T! D( i2 h$ r p● 电脑和服务器辅助电源
' s( t3 F5 X3 R! o
6 Y* i& m# e R9 n7 X5 m0 O6 n. q/ f% ~● 机顶盒电源: c. V7 ?( Z' E' U2 c% _
4 q Q6 p0 C2 s1 Z& {1 e: P
● 掌上电脑电源
/ u7 U, j7 ?: D/ G
8 p2 m" T, ^9 l" E) o; U' h" }引脚分布
8 ?& D9 I+ y! u0 _% g1 Y( J2 d) R" X& d8 @! R, K
[attach]47083[/attach]
" a% i, G& @4 m' {
引脚描述
, c6 M, [% {, |6 [; f: @
% y# Y1 u3 y% V. z* [( F0 f[attach]47084[/attach]
+ s' Y0 h# v. Y( A; ]! \/ U
典型应用6 U5 u+ @% X- Q2 Y* L& B3 j) e
: n2 f g7 a1 E3 g+ U9 @
[attach]47085[/attach]
0 T" P, d3 Z& L* o1 D- l: 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。5 B i" ]! H* F8 N
( ]& w" l% R! m" A) S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。% m+ g u e! R3 r* M4 ^
g8 k8 p( n6 T9 Q! T02、样机特性
$ Y! _' N: ]% R4 q" Z k! A; F& d# D+ X1 A( l" T2 j7 o3 t$ ]
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。
' a. I6 Z- T" M" s- H, q! Q& v* L8 R) `4 b: V' g- w
2.1、输入特性
; O0 n4 ?5 g: A7 I3 l# l7 S R[attach]47086[/attach]
+ q" `" l4 \2 s: P
3 E7 f: g& @7 Q! ~1 Z' n0 l2 x. ~/ Y2.2、输出特性：
2 L! b2 d2 C f* j. H[attach]47087[/attach]
3 R# p$ X; `$ l# U n2 F2.3、整机参数：
3 ~. h. _8 q3 e9 Q) M[attach]47088[/attach]
. R7 z! F2 g" p% V& z: ?+ o2.4、保护功能测试：
0 n4 j. p# {1 c% B. k0 j[attach]47089[/attach]
$ r! d9 K: ?6 Y3 ?! _2 V
2.5、工作环境：0 H8 P4 j9 G. H8 Q9 y5 N& ~3 ]
[attach]47090[/attach]
* {% y `' A4 Y2.6、测试仪器
4 F& f7 L; |! Q& I" Y3 L* O2 s[attach]47091[/attach]
/ Y2 L- Y& a V
03、样机结构信息6 a6 X- u2 o; U; B* ]. [4 V
- `) Z# n, y* W0 F/ {
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。
( S( t" N* y0 C& l& ?
. p1 W& j! B) w: | o' b: Y- C K3.1、电路原理图及 PCB 版图：
/ e% e& x! Q9 ]2 t9 [0 G. v/ X: _, [( F0 E
（1）原理图：
# R! y X; P0 ~0 @4 G' }/ e" o0 }4 X \+ O
[attach]47092[/attach]
（2）PCB版图
% w: Z# y. Z$ S2 z; U+ F* H* x5 Z: ~% r0 u
[attach]47093[/attach]
, K5 j& @. B! {
[attach]47094[/attach]
. O/ n& Y: k' K1 ?4 t/ a; |, ~2 H[attach]47095[/attach]
$ I+ c3 Y) y2 p# p% }( |# O* V1 G3.2、变压器绕制工艺：7 Y5 }# M+ U3 Q/ `% \% O! u" |+ d
- f* U/ `, j0 R1 Q) X5 o2 h. Z. a（1）电路示意图：
3 \$ l9 M6 z, q$ \$ a5 z! _- J1 s- V: L$ f. i
[attach]47096[/attach]
) S- C3 l9 P% M9 ?: \. S& |# o3 X6 K（2）规格参数：- j' E% w$ x! B, E; O
& B1 j, l* r5 i. [8 j( }% V$ Y# T1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
! ?5 _8 \ v* o n2 S5 j# ^0 K1 o5 a+ k! v- {2 ]. ^; Y
2）材质：TDK PC40 或同等材质；* F/ L$ a7 T: `& ]2 s; m
) q9 s Z N$ K3 R: ~4 h# f3 S6 G3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
; I8 ^$ w: r- Z; n# ]; u: p( E, v! v
4）次级: 三层绝缘线5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
. g, J; G5 @ D6 @- x* T
- t$ \+ |2 @. d) j& `7 D6）初级绕组感量Lp：2.65mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
& i. a( a5 f+ i7 p
3 Q$ S9 n5 e5 Z8 V: c# V7）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 A# T6 M# b8 m' D1 b$ u/ |
V7 [0 c3 h+ [" |5 W6 \2 w. b
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
: H7 S* ?& F$ |) h! e4 p; A; Y. m/ X3 b
+ a$ f3 s+ D9 ^6 O3 K5 Y+ _) l9）成品要求:浸凡立水
0 @( C- P9 `+ f+ G) o/ l. o7 O7 u( l
(3)、变压器参数：, u! T6 R1 n- D- u9 S) F
+ K0 Y9 T' r' ^- a
[attach]47097[/attach]
1 P7 R* S8 X, C$ _（4）变压器结构图4 V! ]2 K7 V) ?! ~ u# k
1 I6 n0 n/ ]7 c* ~3 e; T5 D[attach]47098[/attach]
3.3、元器件清单：/ _, r- e% t5 c1 [" S
4 i) s" ~" m2 q! y) u( g3 c) E
[attach]47099[/attach]
# p3 V8 w& A( C" A% {/ J' Q$ s- }' _04、性能测评
& h+ C' N3 `$ g4 q; L! l
& F6 j) Z# \6 n" ]0 I6 B4 K- x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。
* }# e p+ ^3 z% S* O& i3 {; v2 d, W) `5 Z
4.1、输入特性：8 l3 a8 t) _; Q: D
6 y. t: R) ^( q8 u. o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 @* H$ b9 a0 ~- \1 W
( S8 G/ C2 m0 x表1 、无负载待机功耗（无假负载）：/ o h& C& A" A9 k- V! a( p% N
8 p8 D" n+ \2 c- T. M0 B[attach]47100[/attach]
7 O# l( k1 e2 [; H+ c
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
0 u. r2 `. t+ G8 u! F5 a9 M3 S; n0 b) s
[attach]47101[/attach]
" v- i6 b5 q0 l) ], M. v表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：! U. P7 I: e W+ |
+ }2 g* E, Q l7 E6 V" E3 ]% z
[attach]47102[/attach]
! ^8 R/ Q' U5 s+ g; Q
表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
; Y' G( }$ [; ?6 S0 d% W1 |+ W3 \: `- }9 L; B% \
[attach]47103[/attach]
8 q& Y# } w: j4 j% k4.2、输出特性：* {; n5 K" A- @+ b7 A6 R7 o/ ~
- H% C1 ^9 N) Z3 s1 y
注：以下数据均为板端测试：
" [2 N! T! Z2 Q" U0 w* d- k9 D1 R- i3 |( a4 C% \! \5 N$ Z
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
2 n* f8 A" w- |1 p4 j5 o- L$ `) B/ z
表4、线性调整率和负载调整率
0 `, q& g2 s) b! f4 C% k, q6 L
0 Q; [! s/ m+ g[attach]47104[/attach]
9 W J/ ]) s& b
4.2.2、输出电压纹波及噪音：5 j c" d5 Q- u' H9 @9 x$ D6 P$ c$ }
% B' @, s( Z7 J6 p% i% R* T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。
E, }( S/ j1 D" [* M9 v+ X* l9 l- \* F. Q4 R, P# `
表5、电压纹波测试：4 S- i; _0 i( o
% D4 I" w7 y I; ` x5 K3 y
[attach]47105[/attach]
纹波噪声波形图：
- I/ `0 P5 }4 h. _# m0 A1 r6 V8 L' g[attach]47106[/attach]
Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load
3 n; e0 G; O O2 `4 O$ U$ ~/ J' |* n9 b[attach]47107[/attach]
Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load
+ I. {) g6 O% ]) j; i, c2 Q
[attach]47108[/attach]
Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load
; S) M" q& |: o1 Z* y& ? d$ L+ @
[attach]47109[/attach]
Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load
: X1 N q3 V5 b! b. F& s
4.3、保护功能：
+ x7 q, M8 t2 `" j4 G+ u0 {1 Q
! k2 r4 J% o) J9 F, i2 @0 U! u以下涉及过流保护、短路保护的测试。7 o- |7 g+ a$ p
" b; v! \" E9 h, U4.3.1、过流保护：
, X$ z" J" d3 O) d( c" C- D
) M$ S, ?: c4 M, |' g' d8 i* C[attach]47110[/attach]
) v: L" h% ~! _: m! Q) R4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A x! d; g" ?- B6 p. [, i4 ^* Z" l
8 j0 {9 M. E+ W2 p0 m[attach]47111[/attach]
. _% m- Y* q6 V# ~- b3 x
05、其它重要波形测试
6 @6 }" {8 N% P# B$ ?. l
! t8 W V% q9 l4 u/ N' DDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
* B* n3 U' `3 m9 k$ B. T
1 _6 B3 T6 b$ w# |; [[attach]47112[/attach]
AC90/60Hz，100% Load
# Z' _0 n6 c1 J4 D8 e ~[attach]47113[/attach]
AC115/60Hz，100% Load
$ t- T: }1 L3 R9 `
[attach]47114[/attach]
AC230/50Hz，100% Load
4 q, J& s# y0 V4 [
[attach]47115[/attach]
AC264/50Hz，100% Load
6 z `0 Y! L4 ?5 v* U2 t4 v[attach]47116[/attach]
AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s
$ `' \* m$ K7 i- r: p. G
[attach]47117[/attach]
AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms
& f! X. @ y! P5 r8 [- Y/ c
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