启达六级能效CR5241-反激式PWM功率开关5V2.1A测试报告
CR5241_5V2.1A SMPS 工程样机测试报告
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输入、输出规格 |
90~264V AC Input；5V 2.1A Output |
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应用领域 |
小功率充电器、适配器 |
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文档编号 |
CR5241_5V2.1A |
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著作所有权 |
成都启臣微电子有限公司 |
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版本号 |
V1.0 |
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日期 |
2014-06-25 |
CR5241 芯片特性：
● CR5241 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 20AWG 1.5 米，四点平均效率:>80.0%，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。
目 录
CR5241_5V2.1A SMPS 工程样机测试报告................................................................................... - 1 -
1 样机介绍：................................................................................................................................ - 3 -
2 样机特性：................................................................................................................................ - 4 -
2.1 输入特性：...................................................................................................................... - 4 -
2.2 输出特性：..................................................................................................................... - 4 -
2.3 整机参数：..................................................................................................................... - 4 -
2.4 保护功能测试：............................................................................................................. - 4 -
2.5 工作环境：..................................................................................................................... - 5 -
2.6 测试仪器.......................................................................................................................... - 5 -
3 样机结构信息：........................................................................................................................ - 5 -
3.1 电路原理图及 PCB 版图：........................................................................................... - 5 -
3.2 变压器绕制工艺：......................................................................................................... - 7 -
3.3 元器件清单：................................................................................................................. - 8 -
4 性能测评：................................................................................................................................ - 9 -
4.1 输入特性：..................................................................................................................... - 9 -
4.2 输出特性：................................................................................................................... - 10 -
4.2.1 线性调整率和负载调整率：..........................................................................- 10 -
4.2.2 输出电压纹波：.............................................................................................. - 10 -
4.3 保护功能：................................................................................................................... - 11 -
4.3.1 过流保护：...................................................................................................... - 11 -
4.3.2 短路保护：功率计限流电流为 2.5A............................................................. - 11 -
5 其它重要波形测试：.............................................................................................................. - 12 -
6 EMI 评估测试........................................................................................................................... - 13 -
1 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 10.5W，恒压输 出的工程样机，控制 IC 采用了本公司的 CR5241。
CR5241_5V2.1A 工程样机示意图
CR5241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。 CR5241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。
该样机大小65mm×38mm，AC264V输入待机功耗<100mW，平均效率>80.0%，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EPC17磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
2 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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类型 |
符号 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
单位 |
测试条件 |
|
输入电压 |
Vin |
90 |
|
264 |
V |
2 wire，no P.E. |
|
输入频率 |
fline |
47 |
50/60 |
64 |
Hz |
2.2 输出特性：
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类型 |
符号 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
单位 |
测试条件 |
|
输出电压 |
Vout |
4.86 |
5 |
5.12 |
V |
CC 模式测得 |
|
输出电流 |
IO |
0 |
2.4 |
2.45 |
A |
2.3 整机参数：
类型 |
符号 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
单 位 |
测试条件 |
|
待机功耗 |
PNL |
|
|
80 |
mW |
Vin=AC 264V |
|
低压效率 |
η |
|
|
81.15% |
% |
AC115V 平均效率 |
|
高压效率 |
η |
|
|
80.72% |
% |
AC230V 平均效率 |
|
线性调整率 |
Δvline |
|
0 |
|
% |
|
|
负载调整率 |
Δvload |
|
+/- 2.4 |
|
% |
|
|
启动时间 |
Tst |
|
|
2.4 |
S |
115VAC 满载 |
2.4 保护功能测试：
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类型 |
实现方式 |
恢复条件 |
|
过流保护 |
CS 端检测 |
负载正常后自动恢复 |
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短路保护 |
FB 端检测 |
负载正常后自动恢复 |
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过压保护 |
VDD 端检测 |
负载正常后自动恢复 |
|
过温保护 |
150°C 自动保护 |
温度下降后自动恢复 |
2.5 工作环境：
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类型 |
范围 |
|
工作温度 |
0°C~40°C |
|
工作湿度 |
20%~90%R.H. |
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储存温度 |
-40°C~60°C |
2.6 测试仪器
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项目 |
设备供应商 |
型号 |
|
交流电源 |
艾得克斯 |
IT7322 |
|
功率计 |
日本横河 |
WT310 |
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电子负载 |
艾得克斯 |
IT8511+ |
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示波器 |
泰克 |
DPO3104 |
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万用表 |
福禄克 |
FLUKE 15B |
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EMI 测试仪 |
科环 |
KH3939 |
3 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：
