在之前的文章中,我们介绍了基于思睿达主推的CR5244_12V1A充电器/适配器方案。本文,我们将介绍基于思睿达主推的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!
01、样机介绍
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 采用了思睿达主推的CR5244。
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CR5244_5V2.4A 工程样机示意图
CR5244芯片
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。
特性
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET,反激式PWM 功率开关;
●内置软启动,减小MOSFET 的应力,内置斜坡补偿电路;
● 65kHz开关频率,具有频率抖动功能,使其具有良好的EMI 特性;
● 全电压输入范围,待机功耗:< 100mW;
● 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”
●具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能;
● 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。
基本应用
● 电源适配器
● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
● 电脑和服务器辅助电源
● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源
引脚分布
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引脚描述
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典型应用
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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。
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。
02、样机特性
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。
2.1、输入特性
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2.2、输出特性:
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2.3、整机参数:
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2.4、保护功能测试:
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2.5、工作环境:
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2.6、测试仪器
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器10 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器10](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/D8/pYYBAGPbdAyAeAy5AAD56BLZC6I110.png)
03、样机结构信息
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。
3.1、电路原理图及 PCB 版图:
(1)原理图:
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(2)PCB版图
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![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器13 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器13](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/D8/pYYBAGPbdBCAO4b5AADKRV_6UdU897.png)
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3.2、变压器绕制工艺:
(1)电路示意图:
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(2)规格参数:
1)骨架:EE22 立式加宽(7PIN),Ae=33.5mm²;
2)材质:TDK PC40 或同等材质;
3)初级、反馈、屏蔽:2UEW 漆包线
4)次级: 三层绝缘线5)绝缘胶带:3M1298 或同等材质
6)初级绕组感量Lp:2.65mH±5%(测试条件:0.25V,1kHz);
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))
8)耐压测试= 3KV 5mA 1Min9)成品要求:浸凡立水
(3)、变压器参数:
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(4)变压器结构图
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3.3、元器件清单:
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器18 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器18](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/52/poYBAGPbdBSAZv9oAAIrf7s3A34660.png)
04、性能测评
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。
4.1、输入特性:
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。
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器19 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器19](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/D9/pYYBAGPbduuAEpTNAACvAhWUdqc055.png)
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器20 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器20](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/54/poYBAGPbduuAPo_KAAB69oDGE_E586.png)
表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器21 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器21](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/D9/pYYBAGPbduuAfDA4AACWg58BOpQ159.png)
表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器22 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器22](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/54/poYBAGPbduyAIWeZAACUM4k21yw531.png)
4.2、输出特性:
注:以下数据均为板端测试:
4.2.1、线性调整率和负载调整率:
表4、线性调整率和负载调整率
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器23 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器23](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/D9/pYYBAGPbdu2AInitAADj_wjnJFY203.png)
4.2.2、输出电压纹波及噪音:
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。
表5、电压纹波测试:
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器24 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器24](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/54/poYBAGPbdu2ABtKRAACnbTv6A2c928.png)
纹波噪声波形图:
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器25 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器25](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/D9/pYYBAGPbdu6APawVAAHAg4PlWQo338.png)
Fig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% load
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器26 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器26](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/54/poYBAGPbdu6APqvhAAEj_6DlEL0318.png)
Fig2:R&N @ AC90V/60Hz,no load
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器27 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器27](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/D9/pYYBAGPbdu-ARg_OAAG7O0pjBuQ596.png)
Fig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% load
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器28 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器28](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/54/poYBAGPbdvCAd5T4AAEkvbl8NeI943.png)
Fig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load
4.3、保护功能:
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4.3.1、过流保护:
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器29 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器29](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/D9/pYYBAGPbdvGAEUn6AADNtcw_j-A378.png)
4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5A
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器30 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器30](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/54/poYBAGPbdvGATP6TAADHUjXCmu0834.png)
05、其它重要波形测试
DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器31 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器31](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/D9/pYYBAGPbdvOALZGMAAF-IwU4CTg393.png)
AC90/60Hz,100% Load
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器32 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器32](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/54/poYBAGPbdvSAI6qyAAGQPa5dWnw839.png)
AC115/60Hz,100% Load
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器33 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器33](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/D9/pYYBAGPbdvWAPDKHAAGGRgR02YE999.png)
AC230/50Hz,100% Load
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器34 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器34](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/54/poYBAGPbdvWAUpyoAAGTx2WFrlg873.png)
AC264/50Hz,100% Load
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器35 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器35](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/DA/pYYBAGPbdveAY4rzAAJEA5SIR2w165.png)
AC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4s
![小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器36 小功率12W充电器/适配器方案,需要搭配这颗国产IC-12.6v充电器改16.8v充电器36](https://file.elecfans.com//web2/M00/8C/54/poYBAGPbdveAQGRTAALlGAZdTTg219.png)
AC264/50Hz,100% Load启动时间=980ms
关于思睿达微电子
思睿达是专注于ADC、DAC、PoE和DC/DC芯片级解决方案的高科技企业,目前同步推广启臣微全系列产品,希望将启臣15年在电源行业这份积淀,这份坚持发扬光大。思睿达同时也可以提供芯片级定制服务。