概述
電源芯片被稱為“電子設(shè)備的靈魂”,幾乎決定了所有電子設(shè)備的綜合性能,而思睿達(dá)是專注于ADC、DAC、PoE和DC/DC 芯片級(jí)解決方案的高科技企業(yè)。今天給大家推薦一款思睿達(dá)主推的CR5241電源芯片。
1、樣機(jī)介紹:
該測(cè)試報(bào)告是基于一個(gè)能適用于寬輸入電壓范圍,輸出功率10.5W,恒壓輸出的工程樣機(jī),控制IC采用了思睿達(dá)主推的CR5241。
CR5241_5V2.1A 工程樣機(jī)示意圖關(guān)于CR5241
CR5241是一款采用內(nèi)置高壓功率MOSFET,具有優(yōu)化的圖騰驅(qū)動(dòng)電路以及電流模式PWM控制器,適用于待機(jī)功耗<100mW的小功率AC / DC電源適配器、充電器電源。
CR5241在重載或中等負(fù)載時(shí),工作在PWM模式,頻率為65kHz。當(dāng)負(fù)載逐漸減小時(shí),振蕩器的工作頻率逐漸降低,最后穩(wěn)定在22kHz左右。在空載和輕載時(shí),電路采用間歇模式,有效的降低了待機(jī)功耗。
芯片還集成了最大輸出功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償模塊,從而保證系統(tǒng)在全電壓交流輸入范圍(90V~264V)內(nèi)最大輸出功率點(diǎn)恒定。
CR5241集成了多種功能和保護(hù)特性,包括欠壓鎖定(UVLO),VDD過壓保護(hù)(OVP),軟啟動(dòng),過溫保護(hù)(OTP),逐周期電流限制(OCP),過載保護(hù)(OLP),SENSE引腳懸空保護(hù),GATE端箝位,前沿消隱等。
芯片特性
● CR5241 是采用內(nèi)置600V 高壓功率MOSFET,反激式PWM 功率開關(guān);
● 內(nèi)置軟啟動(dòng),減小MOSFET 的應(yīng)力,內(nèi)置斜坡補(bǔ)償電路;
● 65kHz 開關(guān)頻率,具有頻率抖動(dòng)功能,使其具有良好的EMI 特性;
● 全電壓輸入范圍,待機(jī)功耗:< 100mW;
● 輸出接20AWG 1.5 米,四點(diǎn)平均效率:>80.0%,滿足“能源之星V2.0-VI 級(jí)能效”
● 具有“軟啟動(dòng)、OCP、SCP、OTP、OVP 自動(dòng)恢復(fù)等保護(hù)功能;
● 電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、較少的外圍元器件,適用于小功率AC / DC 電源適配器、充電器。
基本應(yīng)用
● 電源適配器
● 開放式電源
● 數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)電源
● 電腦和服務(wù)器輔助電源
● 機(jī)頂盒電源
● 掌上電腦電源
引腳分布
引腳描述
典型應(yīng)用
該樣機(jī)大小65mm×38mm,AC264V輸入待機(jī)功耗<100mW,平均效率>80.0%,能夠滿足“能源之星V2.0 VI級(jí)能效”標(biāo)準(zhǔn);具有“軟啟動(dòng)、OCP、SCP、OTP、OVP自動(dòng)恢復(fù)”等多種保護(hù)功能;由振蕩電路產(chǎn)生的頻率抖動(dòng),可以改善EMI特性。
樣機(jī)的變壓器,采用了EPC17磁芯(PC40材質(zhì)),變壓器繞制工藝部分,請(qǐng)見后文詳細(xì)說明。
2、樣機(jī)特性:
以下表格為工程樣機(jī)的主要特性,具體測(cè)試方法在第4章節(jié)中有詳細(xì)說明。
2.1、輸入特性:
2.2、輸出特性:
2.3、整機(jī)參數(shù):
2.4、保護(hù)功能測(cè)試:
2.5、工作環(huán)境:
2.6、測(cè)試儀器
3、樣機(jī)結(jié)構(gòu)信息:
本小節(jié)展示了工程樣機(jī)的電路、版圖結(jié)構(gòu),變壓器結(jié)構(gòu)及工藝。
(1)原理圖:
(2)PCB 版圖:
3.2、變壓器繞制工藝:
1)電路示意圖:
(2)規(guī)格參數(shù):
1)骨架:EPC17 立式(5PIN),Ae=22.8mm2;
2)材質(zhì):TDK PC40 或同等材質(zhì);
3)初級(jí)、反饋、屏蔽: 2UEW 漆包線
4)次級(jí): 三層絕緣線
5)絕緣膠帶:3M1298 或同等材質(zhì)
6)初級(jí)繞組感量Lp:3mH±5%(測(cè)試條件:0.25V,1kHz);
7)漏感量LLK:要求控制在初級(jí)繞組的5%以內(nèi)(測(cè)試條件:0.25V,10kHz))
8)耐壓測(cè)試= 3KV 5mA 1Min
9)成品要求:浸凡立水
(3)、變壓器參數(shù):
(4)、變壓器結(jié)構(gòu)圖:
3.3、元器件清單:
3.3、元器件清單:
4、性能測(cè)評(píng):
本小節(jié)對(duì)工程樣機(jī)的輸入部分、輸出部分、各種保護(hù)以及一些時(shí)序進(jìn)行了測(cè)試,以下詳解了測(cè)試方法及結(jié)果。從測(cè)試結(jié)果來看,以下各項(xiàng)測(cè)試均合格,能夠滿足大部分客戶的要求。
4.1、輸入特性:
本模板經(jīng)過在不同的輸入電壓(從90VAC到264VAC)和不同負(fù)載條件(空載和滿載)下測(cè)試,得到待機(jī)功耗、效率及平均效率。
表1 、無負(fù)載待機(jī)功耗(無假負(fù)載):
表2、輸出帶20AWG 1.5 米線測(cè)試100%載下的輸入特性
表3、輸出外接20AWG 1.5 米線測(cè)試的效率特性:
表4、電源板PCB 端口測(cè)試的效率特性:
4.2、輸出特性:
注:以下數(shù)據(jù)均為外接20AWG 1.5 米線測(cè)試;
4.2.1、線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率:
表4 線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率:
4.2.2、輸出電壓紋波:
注:紋波及噪音在20AWG/1.5 米線端測(cè)得,此線端并聯(lián)10uF/50V 電解電容和0.1uF/50V CBB 電容,示波器帶寬限制為20MHz。
表5 電壓紋波測(cè)試
紋波噪聲波形圖:
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% loadFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load?
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
4.3、保護(hù)功能:
以下涉及過流保護(hù)、短路保護(hù)的測(cè)試。
4.3.1、過流保護(hù):
4.3.2、短路保護(hù):功率計(jì)限流電流為2.5A
5、其它重要波形測(cè)試:
DRAIN(綠)端、CS(藍(lán)色)端波形圖:
AC90/60Hz,100% LoadAC115/60Hz,100% load
AC230/50Hz,100% load?
AC264/50Hz,100% load
AC115/60Hz,100%load 啟動(dòng)時(shí)間=2.4S?
AC264/50Hz,100%load 啟動(dòng)時(shí)間=980mS
6、EMI 評(píng)估測(cè)試
測(cè)試條件:
輸入:230VAC50Hz;
輸出電流:2.1A;
負(fù)載類型:電阻;
限值標(biāo)準(zhǔn)參考:EN55013、EN55022B
傳導(dǎo)L 線測(cè)試PK+AV?傳導(dǎo)N 線測(cè)試PK+AV
輻射測(cè)試PK+AV
關(guān)于思睿達(dá)微電子
思睿達(dá)是專注于ADC、DAC、PoE和DC/DC 芯片級(jí)解決方案的高科技企業(yè),目前同步推廣啟臣微全系列產(chǎn)品,希望將啟臣15年在電源行業(yè)這份積淀,這份堅(jiān)持發(fā)揚(yáng)光大。思睿達(dá)同時(shí)也可以提供芯片級(jí)定制服務(wù)。
多種方案,歡迎隨時(shí)交流溝通。思睿達(dá)聯(lián)系人:何工 18923426660,E-mail:manjie@threeda.com,歡迎來電咨詢,申請(qǐng)樣品。感謝!????
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