本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-12-1 11:47 编辑 : u4 B0 i0 S4 |) P- O
1 M0 b' e; p2 m" x- g本文所介绍的是基于本公司主推的CR5241 10.5W充电器方案。其中，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。 [5 _ ]! K* }0 f
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01、样机介绍
4 C. K5 ~% b% O6 _5 L. {
' x9 i, {4 S6 p. B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。
, F7 S+ D0 R" i7 U& `9 |0 t7 l7 | |) F5 g+ q) b; x+ q
^) W9 } I0 R0 e" M7 m+ B( b. w: |CR5241_5V2.1A 工程样机示意图 ! ~ y! H$ l- C
关于CR5241
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5 i/ G+ O A6 Y' yCR5241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。+ e) {0 A: i7 |7 t% v X# W
6 N- l0 ~+ G1 z1 A( oCR5241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。; B# G, A: { u
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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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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。
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/ k/ r, \# Z. i& w* l芯片特性
2 R- V: W7 W0 ~& k1 a5 }( X* C. R' y9 l7 L# E' [
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；+ k# R% s1 v) {" V* A7 w. a/ K$ R
* x! H8 h$ S8 {" J# }) O
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；: ~( v* [# [. i4 \) q# d2 v
- k# t' }3 h d r● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；/ ^! a5 P4 E- R! i/ w
% n. q9 S' y7 b5 w4 a- A● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；4 [9 g% I% s: I A- J. V8 w
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● 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”+ n6 X; ~, W$ U0 Z' h% J
7 _% d4 A! T2 N h● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
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● 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。& _+ J* I% ]: J/ P m
" ^5 |" I3 z" ]; T0 L Y% e基本应用+ P5 r( v. T( X/ b/ h+ \' ^3 n
1 n8 m; \' t& _% M( v' L● 电源适配器' `! B- y( }! t: S
● 开放式电源% s/ f& C5 ?9 ?4 ]& [; @% ?
● 数码相机和摄像机电源* U- V! `% N; r& X: x
● 电脑和服务器辅助电源. R: L% L% a! z; q. ?
● 机顶盒电源4 O) F' Y. E9 f6 O$ D4 d
● 掌上电脑电源
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* C0 A6 I: [6 g5 P2 Z+ d引脚分布
7 R; \. r8 \8 A! h& z+ c$ J( y+ }% G* d0 r
引脚描述
7 k7 Q! u1 ~6 `3 Y+ X3 t2 c; q: e4 U( s" D3 N7 g" [7 g) `9 D
9 `0 |/ c9 S* W$ L: q+ x
典型应用" k% e/ ~( C3 J3 B7 L7 K' M" S0 _
; z/ o- f. c( Y) t! H" t
% l1 G# u4 s) S, S& I3 B) I0 D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。% O% Q* O5 H" ?5 ]' I( y* c
; i8 W4 _3 x" }9 c# N4 b
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。
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02、样机特性" L: o- l- c: N" z
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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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2.1、输入特性：
- C% e P" r1 X& f; s, U# e9 s+ f" e
2.2、输出特性：
$ j( _" Q& q: _% u$ K- ^4 `0 D# e. y' X2 f. t+ n' h
2.3、整机参数：; ` Z9 _! I; y. v5 B* J* l' Q4 h/ Y
5 F' F5 G/ l! T y2.4、保护功能测试：
" e7 K2 H' w @& _6 Z7 f: Y+ t$ o) L" a$ f
2.5、工作环境：6 C) \" j. @' D
! h+ D% M* Y: G6 I0 ~, W( F+ d
2.6、测试仪器9 K5 g& a5 l8 h
' H, u- ^- w$ l3 R' S/ E3 H
03、样机结构信息
5 o0 t( B% G* [9 {8 _3 E1 e
5 G# [- I0 v2 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。1 ~# p; _9 }. L$ n: K
- Q0 _; M D3 ]0 f3 }
3.1、电路原理图及PCB 版图：( P+ k2 m# R$ N7 N- j- ?; m0 @) i* Q
: E0 t8 w7 b3 r7 c( ?1 x（1）原理图：
6 ?- r% _- L( O% q$ J2 ?3 {0 }$ a3 n. f* r8 W* L
（2）PCB 版图：
* `0 E$ y1 \2 P4 Q( o! @8 F; @. u% b/ K3 c8 Z+ d8 Z- V, |4 X
3 [! y) r7 `& j6 A4 R& e$ ]. [1 L+ K
- Q/ e% b2 _ }8 a2 C7 ^* w
, T/ k' W; m7 ~. q3.2、变压器绕制工艺：
4 q3 e! W; ]+ e' |) v+ w; _
( R9 B$ e6 X( N0 ~1）电路示意图：- K, D' a1 f$ `* b6 a) d; `
: P% `' i( a8 Z# U n
（2）规格参数：: h* B1 l8 m8 l2 R
" i( Q5 T! X; M O. d( [, x
1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²； z y( d6 ~! t+ N) i
2）材质：TDK PC40 或同等材质；$ g! Z% e0 P& D9 }( f6 P! z
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线- w' ^! k/ F+ c+ o) L5 M
4）次级: 三层绝缘线
; w7 w( x6 e( Q5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质0 U4 c' ?8 O: X1 N# M, t# p9 {! N
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；2 s' x! ^) g8 @! H
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）)
( {$ b2 \1 _9 n) r- }; r/ m) p+ H8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min, E! ^" E( v( z* Q, ~/ @
9）成品要求:浸凡立水
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. e% {% S. Y# A$ s/ ?(3)、变压器参数：9 B; \! m. s. ]( \
9 |. P* a4 u7 N# }" @0 ~) C! ~8 w5 i1 Y
（4）、变压器结构图：
4 g; \0 k1 x0 D# B3.3、元器件清单：$ W4 I' i" X% L6 F/ k: d
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04、性能测评
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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。7 U) g* j8 V8 }' M
$ h: t2 o, a' z( @2 H6 F* P+ U4.1、输入特性：1 }/ j2 ~/ u$ X @* M
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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 Q+ O2 k; U/ ~4 K0 |- C3 h) l) v; }8 q: q9 O
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
+ \1 U L3 B! L4 N( ~* r# Q, z/ _4 X! A) \5 [8 G' \
( E; s( K* W$ ~) ?表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
j/ y8 H+ q+ Q2 z$ h1 r5 F, l; T
7 }) n$ u/ o% V$ D/ W
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:- a) ]! H" [- I+ c- A( Y
) r$ Q6 S0 S; f, K1 M, E! t
7 I% I: q' N" j3 C' _! u) z
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
8 s- `! J8 u1 G' ^9 ]+ j9 @) ^4 D/ d7 i
4.2、输出特性：
7 s7 A6 S6 ~ U- Y$ G# u' x; U" H0 _. s
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；, N0 r. c4 Y6 a0 P. q4 `3 ]* ^
% B% S/ m L- \" n4.2.1、线性调整率和负载调整率：
0 |6 x$ {! ^; n' o8 L2 x! Z" j! I! @' d q! O
表4 线性调整率和负载调整率:
, P5 B2 F, q" D0 ^4.2.2、输出电压纹波：/ P6 j7 t) n# g2 X
, z- p+ F$ y0 v4 X' p' ?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。7 @1 m! ^! t3 U8 m% ^" z
D* `6 _& U; I( d表5 电压纹波测试( J& r$ j" _) ^2 h
# ]7 f% B) S% ]/ C
纹波噪声波形图：
5 F* g7 m b; j0 R& b, T; e4 Y$ i: s: O- A' S# |
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load - |8 U+ a) H$ [! W1 A0 b' o" t% X
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
( t, [0 ~0 F6 |9 u9 r, n& Q: }Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
, D8 j1 W, m- u: ~! uFig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
' \+ Z$ E; o T4 g5 B/ }+ M4.3、保护功能：' ^% g Y( U' ~' A8 V7 f) p
$ I, ?% k) C' d0 @, Y
以下涉及过流保护、短路保护的测试。) Y: b% Y5 r# g# V, L: t- q. p: e
& X8 {+ ^0 i' o" S! a: N/ i* D
4.3.1、过流保护：) y$ ]" J6 v1 s
_8 n3 S6 o( ~. T
6 y( K1 C) B9 ~) F3 ^
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
' }6 b$ @0 S. f* t3 {5 n, u- r% z/ z, m6 M
05、其它重要波形测试
# `" ^ \: S9 s+ i9 S6 A
2 O0 |0 l, m4 \* }5 l& K8 g( vDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：: d' b& {- K( B: r
: ?2 d% e6 ~( K+ A
AC90/60Hz，100% Load
" F8 r$ R E4 }AC115/60Hz，100% load 1 x# h6 ]9 F4 ]9 P) x: C
AC230/50Hz，100% load
6 N; c9 g* |* B) I* qAC264/50Hz，100% load % `1 |% N3 h& ?) H
AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S 3 j; s. d: `9 w( H; g3 A
AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS
* f* h) U& R1 ?0 A4 d( J, k06、EMI 评估测试
) E* A5 J3 C. T6 R* H
' C* Q5 ~5 @% ^8 D. \% b测试条件：# l# @' i' ^+ Y8 S% X
G/ V# q1 j ^# l) P# m' c
输入：230VAC50Hz；
3 X7 f$ ]+ ^! |$ _输出电流：2.1A；
; y. u4 L8 |: Z3 L负载类型：电阻；
. j. {5 T. S( y* p O- D0 j限值标准参考：EN55013、EN55022B( f+ X0 B3 F9 x) z; j
" h2 H3 o5 a( n2 v" E$ b8 e) K8 {: T传导L 线测试PK+AV % T" H( ?# C; _+ Y6 }; q
传导N 线测试PK+AV 9 `, Z7 {) s' q8 D' K7 S$ n
辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-12-1 11:30:00
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