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

: c0 C/ B) c# c% E( {0 R7 @概述

7 ]$ _- _7 s6 S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。

6 K/ c/ f! a7 k* B& {! g; _1、样机介绍：

6 W8 q7 D* g4 y( u2 [5 Z/ f. ]- M+ j3 u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

关于CR5241
; y1 v9 k) [$ d
& F; `7 d: a; }' ]  ACR5241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。
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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。
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* |# D, k0 k3 L! e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。

1 F- C) j9 T' ]CR5241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

9 N+ F9 M# f% [$ ~' r- G● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
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) `2 ~: b+ e7 T3 w1 w● 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；

5 T0 _. U( v7 k8 V7 ^9 ^● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；

6 [% _: C4 v. G6 K. M● 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”
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● 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
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" ]8 q1 J# j. D4 F电源适配器

开放式电源
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6 S6 I, |7 W2 r' 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

9 C: z/ }5 r) E" }; P掌上电脑电源

引脚分布
: r1 s% |4 p/ }2 o: x4 j3 a

1 R2 l  B" _0 W  r; V# T% b0 |

引脚描述

: I4 E' p- I6 a7 K& j; M6 k5 n3 C

" g+ {1 j5 ^9 k0 {1 ~典型应用

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) G, j, X! x/ }8 O, F0 I! T- X8 ~

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。
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2、样机特性：
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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：
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" h# l3 m9 Q- W0 U& h# K1 p7 z2.2、输出特性：

2.3、整机参数：
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2.4、保护功能测试：

' h! Q  p6 P' K* P6 f0 A+ U: w2.5、工作环境：

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2.6、测试仪器

3、样机结构信息：
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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：
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& a  Z, {% C4 u( @( ^（1）原理图：
6 p  Z9 f, T5 q+ Q' }- }
! R$ }, h% K' @" A

（2）PCB 版图：

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/ L5 y9 F: p/ ~! l7 |$ }+ X3.2、变压器绕制工艺：
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1）电路示意图：
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1 x0 f" F5 G5 Y0 g) O/ d% Z$ Z

（2）规格参数：

( w! ?/ s% Y- |1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
4 l8 v1 o5 S' k+ R8 K% U- Y2）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）；
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）)
; i5 Q! c8 B/ ?8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

( n5 x1 i: h" p% q) t(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：

4、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。
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4.1、输入特性：
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0 _9 K; M: `! S& D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。
( N$ F* J0 ?7 B$ ~2 N" e, V
' s) ^/ {& U5 L) J: e表1 、无负载待机功耗(无假负载):

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表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:

3 A+ o, }2 @# s3 t6 f: U  D" ~" d表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:

* l0 h, A8 J( v, {& d6 o4.2、输出特性：

* m- Y5 o1 c3 P1 d/ l% l/ c2 o- r注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；

4.2.1、线性调整率和负载调整率：
3 c/ l$ m; |+ e( H
表4 线性调整率和负载调整率:

& {' y" J! w. ?5 a  |" q3 X( S6 D4.2.2、输出电压纹波：

. x8 C- M  V$ v2 o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。
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表5 电压纹波测试

; y6 B, w- N/ \% n纹波噪声波形图：
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Fig1 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load

$ T; X# V+ j% I% }

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

/ S0 Z4 }; w" L4 w6 [

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

% t" c6 g$ ?: ^! h

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

4.3、保护功能：

6 |0 W4 I8 E) a# K2 I9 ?以下涉及过流保护、短路保护的测试。
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4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
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5、其它重要波形测试：
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7 a1 e. m9 B/ G6 Y0 K; m: JDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

1 {7 U. T/ n8 p/ f

AC90/60Hz，100% Load

& @/ s3 p4 L& M% M9 S* t' Y" F7 i

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

" V  i/ H  s5 ]* W! V, E6、EMI 评估测试

! P4 M0 `3 B+ b- p9 v" X测试条件：

输入：230VAC50Hz；
输出电流：2.1A；
负载类型：电阻；
# s/ j4 j5 R* T2 K( u/ ~; c5 M限值标准参考：EN55013、EN55022B
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传导L 线测试PK+AV

4 S) `' e' a2 P( l4 k

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV