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高性能,低功耗!這才是你要的12W電源適配器方案,完美實現國產替代

思睿達工業通信芯方案 ? 2021-12-10 10:02 ? 次閱讀

思睿達主推的CR5244是一款高性能的電流控制型PWM開關,適用于待機功耗<100mW的小功率AC/DC電源適配器、充電器電源,而且它可以完美替代XX2358。

本文,我們將介紹基于思睿達主推的CR5244_12V1A 電源適配器解決方案。

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12W,恒壓輸出的工程樣機,控制IC采用了思睿達主推的CR5244。210bc9e6-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?217b7c28-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.pngCR5244_12V1A 工程樣機示意圖

CR5244 芯片

CR5244是一款采用內置高壓功率MOSFET,具有優化的圖騰驅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。CR5244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。特性:● CR5244 是采用內置600V 高壓功率MOSFET,反激式PWM 功率開關;● 內置軟啟動,減小MOSFET 的應力,內置斜坡補償電路;● 65kHz 開關頻率,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24AWG 1.5 米,四點平均效率:>84.0%,滿足“能源之星V2.0-VI 級能效”● 具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP、OVP 自動恢復等保護功能;● 電路結構簡單、較少的外圍元器件,適用于小功率AC/DC 電源適配器、充電器。基本應用
  • 電源適配器?

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  • 機頂盒電源

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引腳分布

222ecfb2-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png

引腳描述

2284b9a4-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png

典型應用

22cc40c6-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png

該樣機大小65mm×38mm,AC264V輸入待機功耗<100mW,平均效率>84.0%,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”等多種保護功能;由振蕩電路產生的頻率抖動,可以改善EMI特性。樣機的變壓器,采用了EF20磁芯(PC40材質),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章節中有詳細說明。2.1、輸入特性:23165a58-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?2.2、輸出特性:23558228-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?2.3、整機參數:238b5e66-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?2.4、保護功能測試:23dd5a40-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?2.5、工作環境:2406661a-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?2.6、測試儀器245ce77e-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?

03

樣機結構信息:

本小節展示了工程樣機的電路、版圖結構,變壓器結構及工藝。3.1、電路原理圖及PCB 版圖:(1)原理圖:24870c5c-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png(2)PCB 版圖:24e2c25e-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?258861f0-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?25e951f4-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?3.2、變壓器繞制工藝:(1)電路示意圖:26b1839a-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png(2)規格參數:1)骨架:EF20 臥式(10PIN),Ae=33.5mm2;2)材質:TDK PC40 或同等材質;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(測試條件:0.25V,10kHz))8)耐壓測試= 3KV 5mA 1Min9)成品要求:浸凡立水3)變壓器參數:26d6e6bc-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?(4)變壓器結構圖:274f2596-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?3.3、元器件清單:279b4a98-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?

04

性能測評:

本小節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果。從測試結果來看,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):27cd7bbc-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?表2、輸出帶20AWG 1.5 米線測試100%載下的輸入特性27fbc8be-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?表3、輸出外接24AWG 1.5 米線測試的效率特性:280d08f4-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?表4、電源板PCB 端口測試的效率特性:284e5fac-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?4.2、輸出特性:注:以下數據均為外接24AWG 1.5 米線測試;4.1.2 線性調整率和負載調整率:表4 線性調整率和負載調整率:285e1208-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?4.2.2、輸出電壓紋波:注:紋波及噪音在24AWG/1.5M 線端測得,線端并聯10uF/50V 電解電容0.1uF/50V CBB 電容示波器帶寬限制為20MHz。表5 電壓紋波測試288b73f6-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?紋波噪聲波形圖:289c9208-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.pngFig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load28cab1f6-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.pngFig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load294013c4-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.pngFig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load29990092-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.pngFig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load4.3、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:2a0f9e3c-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?4.3.2 短路保護:功率計限流電流為2.5A2a40b512-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png?

05

其它重要波形測試:

DRAIN(綠)端、CS(藍色)端波形圖:2a6b2874-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.pngAC90/60Hz,100% Load2ac9b286-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.pngAC115/60Hz,100% load2b1447a6-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.pngAC230/50Hz,100% load2b5e9806-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.pngAC264/50Hz,100% load2ba1d288-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.pngAC115/60Hz,100%load 啟動時間=2.4S2c169104-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.pngAC264/50Hz,100%load 啟動時間=980mS

06

EMI 評估測試

測試條件:輸入:230VAC 50Hz ;輸出電流:1A ;負載類型:電阻限值標準參考:EN55013、EN55022B。2c86beca-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png傳導L 線測試PK+AV2d2b2eec-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png傳導N 線測試PK+AV2d7da208-58ff-11ec-a27f-dac502259ad0.png輻射測試PK+AV

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