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外围器件多、电路复杂如何破?送你一个有效的电源适配器解决方案

思睿达工业通信芯方案 2022-01-21 09:53 次阅读

之前我们介绍了基于思睿达主推的CR5244_12V1A 电源适配器解决方案。本文,我们将介绍基于思睿达主推的CR5244_5V2.4A电源适配器解决方案,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。

adfa715c-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.jpg

ae266776-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.pngCR5244_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

  • 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aea27e74-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png 引脚描述aebe1be8-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png 典型应用aef4ffdc-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png

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af0ca0ec-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png 2.2、输出特性:af224f14-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png 2.3、整机参数af2dbb06-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png 2.4、保护功能测试:af41d9f6-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png 2.5、工作环境:af678a3e-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png 2.6、测试仪器af7c683c-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.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:af883c0c-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png (2)PCB版图af9ec6a2-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.pngafdf3750-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.pngaff301b8-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png 3.2、变压器绕制工艺:(1)电路示意图:b01f2374-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png(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:b02fff32-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png (4)变压器结构图b044c0d4-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png 3.3、元器件清单:b054c48e-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.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):b0670874-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png 表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性b0874ada-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png 表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性:b0971316-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png 表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性b0a620c2-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.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b0ba0402-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.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:b0cf7292-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png 纹波噪声波形图:b0dd4c5a-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.pngFig1:R&N @ AC90V/60Hz,100% loadb1157ce2-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.pngFig2:R&N @ AC90V/60Hz,no loadb1251936-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.pngFig3:R&N @ AC264V/50Hz,100% loadb153e5fe-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.pngFig4:R&N @ AC264V/50Hz,no load4.3、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:b179c71a-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png 4.3.2、短路保护:功率计限流电流为2.5Ab1a04f98-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.png  

05

其它重要波形测试

DRAIN(绿)端、CS(蓝色)端波形图:

b1ab7760-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.pngAC90/60Hz,100% Loadb1db426a-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.pngAC115/60Hz,100% Loadb234858c-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.pngAC230/50Hz,100% Loadb243a1ac-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.pngAC264/50Hz,100% Loadb26c33c4-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.pngAC115/60Hz,100% Load 启动时间=2.4sb294c230-7a12-11ec-bcb6-dac502259ad0.pngAC264/50Hz,100% Load启动时间=980ms
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