改善EMI，满足六级能效！适配器都离不开的一款电源芯片

思睿达小妹妹

  i% G6 W: x2 Y/ L2 F% I9 g( t6 {
% N$ s' v  R' |9 ~% j概述
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电源芯片被称为“电子设备的灵魂”，几乎决定了所有电子设备的综合性能，而本公司是专注于ADC、DAC、PoE和DC/DC 芯片级解决方案的高科技企业。今天给大家推荐一款本公司主推的CR5241电源芯片。

3 n% d# S. O+ z8 G" O1、样机介绍：
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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采用了本公司主推的CR5241。
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CR5241_5V2.1A 工程样机示意图

$ {. R/ W! k& R8 I) a1 J! w关于CR5241

5 S5 Y; l$ [* q) z/ h6 F9 rCR5241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。

9 {4 T: J7 j# a% D) j: @. A. V芯片还集成了最大输出功率动态补偿模块，从而保证系统在全电压交流输入范围（90V~264V）内最大输出功率点恒定。
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  ~$ M& T) L* U. nCR5241集成了多种功能和保护特性，包括欠压锁定（UVLO），VDD过压保护（OVP），软启动，过温保护（OTP），逐周期电流限制（OCP），过载保护（OLP），SENSE引脚悬空保护，GATE端箝位，前沿消隐等。
芯片特性
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● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
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● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
. ^( ~4 x% U3 P& O) X9 R
- g3 J: z$ M: e: `# p* ^● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
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● 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”

5 C, S" W% V7 ~  h. c● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；

" J( P# c' `7 w● 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。

5 N; o7 h1 Q9 `3 O6 [5 p8 l5 ?基本应用
5 p7 D5 v/ z. O; c5 P% ^+ \- ^
电源适配器
* @- r* n  _' d1 m' ^
2 T. V3 S) c3 ?开放式电源
7 {. g, F" F1 o: `* I+ {
% R; n; C8 a' r* c* P) \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
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# e% o8 B$ }8 j0 `0 Y9 [8 s& P7 }  `: ~掌上电脑电源
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2 s/ F6 x- Q% V" W4 f% z6 f7 B0 I4 v引脚分布
) {0 ]" D2 n: d0 H
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2 Z6 @( p/ O2 h# e

引脚描述

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>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。

) \& x+ U' m5 i" M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：

# v' p4 T* A) h$ P9 o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。
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2.1、输入特性：

% A) ~" S% b0 ~2.2、输出特性：
6 T; V! r4 w  p) q. D6 x: [- I9 O

) Q) X& g+ J3 h( d, x3 |( q+ y/ I2.3、整机参数：
5 l4 j" Z4 D7 @+ u* ~% ~% }

  _8 f* ^5 D) r1 |0 F2.4、保护功能测试：

- J6 ~* q, x9 _* ~# W3 q- u9 J! ~2.5、工作环境：

# \4 {/ ^- A9 M6 m( Q% b: R2.6、测试仪器

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。
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3.1、电路原理图及PCB 版图：
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' ]" x3 U1 ^* b+ g+ W/ \/ O（1）原理图：

（2）PCB 版图：

3.2、变压器绕制工艺：

1）电路示意图：

9 ?$ J! @/ j8 K+ ?6 v: g% T( ]（2）规格参数：

1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
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：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
( f) `* s9 j* s4 |+ _& m7）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 1Min
9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：

& b0 ^% T8 u# B: p（4）、变压器结构图：
( W' N2 x4 n0 c3 X/ u1 D" b

3.3、元器件清单：
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4、性能测评：
# z6 f0 L, y, B7 V) r
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。
: k6 M0 m, ?$ _2 U
3 S8 w6 R& G0 F  d8 ^) u4.1、输入特性：
3 r, u7 q8 I$ @- e) l" v" [  L
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。
. V, Q  M1 k4 S& M$ r7 @7 l" t
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
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! E( L+ E' ?: A3 A2 {5 ~2 N

4 C1 T/ a! F# G5 B( O7 X表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

- E8 w/ C5 _- T7 f2 P) O表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
6 b4 u9 d9 {( S9 I6 z% r' Y; J& |/ ]

表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
; b' W# j* x7 f0 m8 d4 K: ]
4 K# z/ H* w: p7 M4 f! T+ T  N/ X

, c0 d4 o" p$ h, j# t4.2、输出特性：
9 E  s) Q2 p" X  X* v! }) u
/ Z! N2 u& r- g! p! h$ N9 S( @0 f注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
, h- A7 Y; c7 h7 H8 q
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
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表4 线性调整率和负载调整率:

4.2.2、输出电压纹波：
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注：纹波及噪音在20AWG/1.5 米线端测得，此线端并联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
" c3 b5 y/ ]6 d7 B* T

纹波噪声波形图：

Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load

0 _+ f# _7 h0 ^! E

Fig2 R&N @ AC90V/60Hz,no load

Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,100% load

Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,no load

4.3、保护功能：
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以下涉及过流保护、短路保护的测试。

. h  P1 y. _: B$ i/ q4.3.1、过流保护：
( T" j' [9 }( A" U/ G

: C/ O) ?+ I- I, a: J& j& z) v, ^4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
0 s  i/ w  o7 g* U6 u% x- O; ^

5、其它重要波形测试：

" c# a4 A: G+ a% nDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
4 \% u3 n4 I9 M( K* x; C* [+ d; z0 Q  t
' z6 \! i: R; `# O# D5 ]6 x

AC90/60Hz，100% Load

. m/ F5 F( x, a2 M2 Q! k

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

2 g) s2 p: d1 U0 P9 N

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

% q' X7 h1 c3 ]

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

6、EMI 评估测试
# y0 ^5 W( e" X& W6 ~- f
测试条件：
& `% A! ]0 }% I! b, |8 h
( |7 r: w: m' ~* C9 i/ M3 c7 M输入：230VAC50Hz；
输出电流：2.1A；
" W5 [2 C$ `4 z& W" z& G' I' H" }# [负载类型：电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B
! j- e- i5 z$ T: w' |8 T; n- M
+ A0 @8 Z6 C- N) k3 ^3 }; e( P* z; x

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV