本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-13 10:40 编辑 1 ]1 I6 V1 |2 p* t3 T5 X* L! j! A
6 _4 }1 W0 n5 ?# Q: w H
概述
K: r/ L$ K% e1 X; y! T6 l- Q
- b& m) b' K) ^& i/ u% T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。# m; _) z2 {' N! O3 ]4 z, I8 K
/ J! c* j7 |# q* f1 y; c8 u" e1、样机介绍：
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' e; k, W$ t& P+ @, r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。
5 }+ B* N; m- `5 i: F* G$ n) B: ^8 F
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 " e* _. z+ Q( |3 P; X. ?
关于CR52417 F# R& w: C, r5 m9 E6 Y; x' U
! E3 ]. h) N( O9 }. I; e
CR5241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。
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# Y. N! O* v% Y" u, v4 fCR5241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。
) B0 [' B5 p2 c4 e# Z, n7 @) U v1 Q, K% o6 ~" ]0 \
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。
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p2 u' M0 T! g" GCR5241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。
' V! F$ }; J# s# ]# T芯片特性
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● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；* l' z2 m7 A& K" L: s/ b, f, S1 U4 A
' c* Y! _2 X& H; M- V# b
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；0 q. Z% @( Z2 B$ @, C, h: e* p
4 v, i! y8 @! {" J7 ]& s G
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；0 Z0 g- o- _+ z5 ?4 H
3 s# w$ ] S$ f+ o. Z
● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；9 v0 n' _) }. f9 h! p4 W: d/ E
" Z* P) y9 S2 o5 w1 A: N [; u5 t B● 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”
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● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；& |8 u, y) X( z% B
W+ k( `5 u5 f, i. }
● 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。
: f- J) @# [! q0 i; l' `
& [) M: X" _4 W8 p$ V基本应用
. y: _4 ]: Y V5 x& o' K4 E
* i2 f c! b+ n# J9 U, O电源适配器
4 L' P& g' o, L# f/ q4 e2 _3 Q5 f$ ?$ E5 J: m+ ~, ]( O9 [9 W
开放式电源
H$ D/ Y" R4 d$ m
~" V9 ^. g$ H( w/ ~数码相机和摄像机电源7 ?5 m* v- k9 s: n% G3 ]5 Z
2 G; C& L' O: q* h$ E电脑和服务器辅助电源* o! g, J0 u7 v
/ G1 n2 L# W! j3 C
机顶盒电源
. ?$ Z' G) l7 J9 O% X
8 q }/ x e I# K1 w掌上电脑电源
8 U( K; Z: N3 Q! `, ?! X, |3 d" N; |2 G( ~, G
引脚分布
# [- i- E# h& d' X& l3 R3 m" I
5 p& {& Z: P1 v1 b5 ?* W5 b: ^2 O# s: }' W) q
9 S, z( t0 t6 [8 d$ X1 M
引脚描述5 e6 @0 ]/ t4 H) S, E
1 o& l0 t8 V) K
/ U3 g: g! F) r. q& a! z; _典型应用
! F9 S1 O3 J5 E ?" ]0 T! c, d
6 l& L/ @, S8 M. D0 b/ g$ f7 F8 H. H8 M6 y5 J7 w; x- b; |
3 s1 Q; J; V+ K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。4 d0 X; }9 X0 D% _4 ^7 O, y$ e
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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。0 R7 L2 f, i. U; c
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2、样机特性：, t! n) U# Z- p# [5 J- t/ A
% [: x/ U( @6 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。
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/ @% }; }$ A1 `* J/ j2.1、输入特性：9 ~% _; X: @9 N* E- o5 r4 I6 l. g
' C; U: W* g# r, t& `
2.2、输出特性：
( g; k7 _! K9 _
( C5 _7 B; l$ i+ n1 J0 U- a7 ^2.3、整机参数：9 m- e0 t0 m9 @) B2 j1 E
4 M1 M* T3 p. E
2.4、保护功能测试：
( Z& o- R5 m/ k M
! T! O* \) M9 {; x
2.5、工作环境：
6 H# O' ?3 y) K8 l D! r6 |
7 O) E- w' g) q S% C9 }
* x* `7 I7 V1 U: u6 F2.6、测试仪器
. n* y$ ^& g& t, }# F* _* k% y) Y2 }/ I W! U( K
3、样机结构信息：4 u* ^; I) z9 q. ]
1 ^7 y$ W- M9 ~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。- f& r0 l% i3 G% _! o
' J) {3 X) g2 k& D! `3.1、电路原理图及PCB 版图：
# K6 t: ?6 U1 D2 m5 {; s; {7 [* O7 R. x4 O- o+ {7 M- _$ h v
（1）原理图：' W- L7 H# l& v" t* j
4 v' V& s" G8 S+ z, ?9 E, d2 N（2）PCB 版图：' C+ G/ [8 |0 e
0 k) c4 {7 [% a( ]; ]: l" C0 g# D( {7 |8 l, |
3.2、变压器绕制工艺：
$ e X7 {4 v* t* X: m1 ]- F2 U( l* g/ p3 i2 B+ n
1）电路示意图：$ t8 N) G% q, [
w! I% p9 q& y5 ~+ u
8 C9 |6 k$ `3 ]% u（2）规格参数：9 A$ \8 a9 P0 V' v$ x4 {: I! ^7 p& }$ H
; j; \1 z, Z/ J6 L1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；( B& |- s$ L$ e: U6 A6 d5 t
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
; [0 _+ @! c3 c/ P1 y( W3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线3 W. z) B1 ?+ o8 z
4）次级: 三层绝缘线
& j2 j1 y. G- R. t) \5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质) h0 c$ V7 @1 U9 b5 H7 n
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；( e3 Q! C! M# ] L+ s2 Q
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）)
- Q5 A0 Z" F& w |3 {8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min3 A; R' O t1 D6 A$ @! E
9）成品要求:浸凡立水
N9 Y$ B0 o# h( T3 o+ b% ^4 {9 _4 ^; x' m+ x8 Q/ ^! N
(3)、变压器参数：
5 |# k" a' [( V& I4 O b0 [- l7 E+ z _! i% @5 w3 w
/ C- y, ]! B- v8 F% z; l: [& R（4）、变压器结构图：9 M( a: j9 o2 P
3.3、元器件清单：
) {! _6 @0 J0 v1 @
6 e1 F( b# |+ U; F
0 a7 U' f* g% N5 r4、性能测评：
, c* Q1 U `3 E9 @7 t1 o8 F |) k' _
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。
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' S3 `" i3 W8 b. _4.1、输入特性：8 p7 I3 P* }0 ?% m' f
# J- m& b8 @: c0 H$ V, u
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。
2 L2 m" u# {& V$ V) A" e# p; F* ?5 P8 h/ i
表1 、无负载待机功耗(无假负载):. I" R2 X! r1 S( P9 o9 O. \( Y0 n
- F/ f' _2 t# G7 D9 c; t
( ]3 I' I" z' I, E- ?" G& q1 S表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性( ?- }1 [) S( b* Q: K
6 b2 m1 `$ C1 k# W
% i0 G; {2 c& x" d6 T表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
F. B5 b6 p6 g5 v* U8 H S4 k7 K1 G3 W3 s9 {; f
2 p$ g/ {' D! {9 F( [$ v5 B
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
; `1 H/ F1 F0 [1 H" Z2 J/ v4 M8 g1 N" c: Q! Q! ]
; N3 m* i! _0 d( ~) ?
4.2、输出特性：
0 W2 F8 Z8 X" Z. c* Q. d( t
' @% u' _ }1 f V9 x注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
# [% N& M2 f+ f; L2 D9 I I! v3 c
9 b( N: S) q0 p; q5 E( j: x$ Z4.2.1、线性调整率和负载调整率：$ h: F3 `0 M0 `8 I
/ Y& y: s. |- t0 H2 J
表4 线性调整率和负载调整率: |- e5 c3 \0 T& J
7 \ {* L& h5 Y4 T1 {" n5 j
4.2.2、输出电压纹波：6 U& ~9 C* |- z) w4 X6 L
2 v' K. |$ Y. j2 v% b! b, D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。: V- p1 i3 l% O& l( o% n9 X: l# o' o. Q
- [0 v( r6 Q o" [* Z( O. @表5 电压纹波测试
9 `% o6 e/ }3 L; Y% E
0 ?+ t6 g; g: p1 ]' C; m纹波噪声波形图：
/ L) Y& J$ T9 r5 h, ]9 p& I w5 {" e
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load 1 Q; O0 c; C: \9 C
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
3 d' R" j" [, L+ y2 X) u
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
' a* R. |) n$ s8 a8 w+ c* @8 j1 G
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load 4.3、保护功能：
* e# ~. R& y u) X
5 h# j: l; R! J" E# p. _. _ v7 U以下涉及过流保护、短路保护的测试。- ]( j4 v5 L4 W7 _
, H& F, V: F. z5 p" m" ^0 t. d/ I
4.3.1、过流保护：
5 _' V! P* \9 k4 K3 a
& n: R2 S: Z& t6 }2 a4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A" W! X. P6 c: |: g4 ]3 E! g3 v; m
/ G- E- I* J) W, m2 @1 u) W5、其它重要波形测试：
2 V. R+ {; ]& |9 |0 T0 d
4 K' h) w8 J+ g! _" W' `, b# l* NDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：5 m1 E7 E: ?. I/ B: P' m' c) C' i
" T3 L; a4 i2 w1 f: S" I
AC90/60Hz，100% Load 4 F9 L6 {1 B; s6 m
AC115/60Hz，100% load 7 E( J8 G3 l5 d' o5 Y4 N
AC230/50Hz，100% load
8 y E' A% ?5 k) J
AC264/50Hz，100% load
8 v }& ?7 l' h. \
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S
; v, c1 v0 Q6 G- J/ }, x: n* L: D
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
0 p% q8 I; L/ s6、EMI 评估测试
4 N( O& ~4 d \3 ^+ \" p2 y
. V3 B5 F! I4 d测试条件：, Y. f; y5 _& A/ b! L6 U$ E) j8 L
+ j! l* N r4 J7 j; k( M; l. p输入：230VAC50Hz；) w; j7 O1 C1 s: f
输出电流：2.1A；
4 q/ [2 y, N, q; e6 c负载类型：电阻；# ^# I+ e- L( p R+ L& v* V
限值标准参考：EN55013、EN55022B
6 _. e6 k+ Y6 ?' G
# \" n; x: n3 l4 a/ `' T
传导L 线测试PK+AV b2 \: |% i2 b3 z
传导N 线测试PK+AV 5 M+ \! K" R3 {: A6 H
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-5-13 10:16:24
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