本文所介紹的是基于思睿達主推的CR524110.5W充電器方案。其中,CR5241是一款采用內(nèi)置高壓功率MOSFET,具有優(yōu)化的圖騰驅(qū)動電路以及電流模式PWM控制器,適用于待機功耗<100mW的小功率AC/DC電源適配器、充電器電源。
01、樣機介紹
該測試報告是基于一個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,控制IC采用了思睿達主推的CR5241。
CR5241_5V2.1A 工程樣機示意圖
關(guān)于CR524
CR5241是一款采用內(nèi)置高壓功率MOSFET,具有優(yōu)化的圖騰驅(qū)動電路以及電流模式PWM控制器,適用于待機功耗<100mW的小功率AC/DC電源適配器、充電器電源。
CR5241在重載或中等負載時,工作在PWM模式,頻率為65kHz。當負載逐漸減小時,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,電路采用間歇模式,有效的降低了待機功耗。
芯片還集成了最大輸出功率動態(tài)補償模塊,從而保證系統(tǒng)在全電壓交流輸入范圍(90V~264V)內(nèi)最大輸出功率點恒定。
CR5241集成了多種功能和保護特性,包括欠壓鎖定(UVLO),VDD過壓保護(OVP),軟啟動,過溫保護(OTP),逐周期電流限制(OCP),過載保護(OLP),SENSE引腳懸空保護,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,減小MOSFET 的應(yīng)力,內(nèi)置斜坡補償電路;
● 65kHz 開關(guān)頻率,具有頻率抖動功能,使其具有良好的EMI 特性;
● 全電壓輸入范圍,待機功耗:< 100mW;
● 輸出接20AWG 1.5 米,四點平均效率:>80.0%,滿足“能源之星V2.0-VI 級能效”
● 具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP、OVP 自動恢復(fù)等保護功能;
● 電路結(jié)構(gòu)簡單、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)碼相機和攝像機電源
● 電腦和服務(wù)器輔助電源
● 機頂盒電源
● 掌上電腦電源
引腳分布
引腳描述
典型應(yīng)用
該樣機大小65mm×38mm,AC264V輸入待機功耗<100mW,平均效率>80.0%,能夠滿足“能源之星V2.0 VI級能效”標準;具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP、OVP自動恢復(fù)”等多種保護功能;由振蕩電路產(chǎn)生的頻率抖動,可以改善EMI特性。
樣機的變壓器,采用了EPC17磁芯(PC40材質(zhì)),變壓器繞制工藝部分,請見后文詳細說明。
02、樣機特性
以下表格為工程樣機的主要特性,具體測試方法在第4章節(jié)中有詳細說明。
2.1、輸入特性:
2.2、輸出特性:
2.3、整機參數(shù):
2.4、保護功能測試:
2.5、工作環(huán)境:
2.6、測試儀器
03、樣機結(jié)構(gòu)信息
本小節(jié)展示了工程樣機的電路、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、反饋、屏蔽: 2UEW 漆包線
4)次級: 三層絕緣線
5)絕緣膠帶:3M1298 或同等材質(zhì)
6)初級繞組感量Lp:3mH±5%(測試條件:0.25V,1kHz);
7)漏感量LLK:要求控制在初級繞組的5%以內(nèi)(測試條件:0.25V,10kHz))
8)耐壓測試= 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:
04、性能測評
本小節(jié)對工程樣機的輸入部分、輸出部分、各種保護以及一些時序進行了測試,以下詳解了測試方法及結(jié)果。從測試結(jié)果來看,以下各項測試均合格,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)和不同負載條件(空載和滿載)下測試,得到待機功耗、效率及平均效率。
表1 、無負載待機功耗(無假負載):
表2、輸出帶20AWG 1.5 米線測試100%載下的輸入特性
表3、輸出外接20AWG 1.5 米線測試的效率特性:
表4、電源板PCB 端口測試的效率特性:
4.2、輸出特性:
注:以下數(shù)據(jù)均為外接20AWG 1.5 米線測試;
4.2.1、線性調(diào)整率和負載調(diào)整率:
表4 線性調(diào)整率和負載調(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 電壓紋波測試
紋波噪聲波形圖:
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load
Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load
4.3、保護功能:
以下涉及過流保護、短路保護的測試。
4.3.1、過流保護:
4.3.2、短路保護:功率計限流電流為2.5A
05、其它重要波形測試
DRAIN(綠)端、CS(藍色)端波形圖:
AC90/60Hz,100% Load
AC115/60Hz,100% load
AC230/50Hz,100% load
AC264/50Hz,100% load
AC115/60Hz,100%load 啟動時間=2.4S
AC264/50Hz,100%load 啟動時間=980mS
06、EMI 評估測試
測試條件:
輸入:230VAC50Hz;
輸出電流:2.1A;
負載類型:電阻;
限值標準參考:EN55013、EN55022B
傳導(dǎo)L 線測試PK+AV
傳導(dǎo)N 線測試PK+AV
輻射測試PK+AV
審核編輯黃昊宇
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