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

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; `, |8 `# K6 p# v概述
  e, S, R# ^6 Q: O& ]9 ]/ E0 ?
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。
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1、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。

CR5241_5V2.1A 工程样机示意图

; v% N5 ^; i: x. R+ K, m关于CR5241

0 f* b! b0 d/ QCR5241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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) i# T2 v% y( T9 m$ \! I& D' JCR5241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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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。

* p' }' X  c- r& _* GCR5241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

● 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；
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7 Y4 S' X* x/ x8 `7 Q● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；

8 L4 I  A: G% j9 `$ t  _● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
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● 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”
) h! ?! P& P4 A  D4 ?& j
9 p* Z# \" W5 C● 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。
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, Y- ~7 Y- b; U基本应用
5 ^7 n  \8 Q% E
5 E; G( C& R+ D/ D0 }: E& s电源适配器

开放式电源
3 V8 h8 d4 ]6 h/ Y
数码相机和摄像机电源
, ~* s  J/ |! \4 w% R1 j+ ?
电脑和服务器辅助电源
  o3 l' j& W% \7 P9 B0 E. t
7 K8 \  Z7 x. S, t3 J3 J) \4 p机顶盒电源

掌上电脑电源

# S4 ?: H6 M2 `引脚分布

+ l; ]5 u7 _; h, p% p6 V7 M

引脚描述
4 O. O& L$ N! l% W
. Z; W3 {3 v# |4 r, l. ~0 B

典型应用

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。
1 V% M! C- T& @4 r4 v
8 F) b) c# }  L6 |! N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。
+ ]) _- E& x; a# F8 K# {4 Y
4 H- M( A: N# N( N7 Q' L2、样机特性：

3 M, ]' M7 X! e1 j1 e' C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。
0 v: z* R3 Q5 n* F
1 l3 @. @$ E* t) V% m0 S: C7 P8 I2.1、输入特性：
* t5 X4 P- `7 }- L# d4 p

0 j6 X& D& s0 m- u1 L6 _" g- e2.2、输出特性：

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
" S3 B% m; C4 ~2 x- r

2.6、测试仪器

0 h$ R, A3 w/ o" Y3、样机结构信息：
/ A& r4 u* v# Y2 C/ k; f
4 D6 E& G$ |4 L; r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 w# c/ g* [6 J% @6 h& {2 v4 r
& j+ B  G: h/ U0 L（1）原理图：

' s- l4 N9 Y* |# \' U0 x

（2）PCB 版图：
' M% U2 T% C7 _4 b+ k) [4 u% F
! z8 H3 x7 l- g- B3 X: ~1 [

7 L8 S, p! l/ Q2 A: M3.2、变压器绕制工艺：
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1）电路示意图：
1 P/ ~" Z' d/ }4 J$ m! }: ^+ h

（2）规格参数：

- p7 N6 j7 P* u4 W! q9 n% Y1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
* S) [/ Z/ j" P2 p+ a& W: }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）；
/ a2 d% Y4 {: F6 E7）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
4 W5 W& U" w8 R6 k: h2 a6 N: {9）成品要求:浸凡立水

0 H! I/ `% n2 l7 W4 M(3)、变压器参数：

, A6 ^4 K4 w% G& Y) O9 S

（4）、变压器结构图：
* y  z4 H. k% i# O6 z" [1 O

3.3、元器件清单：
( D/ X: n0 B0 v2 {3 Z- C# F9 @
$ p) G2 x  |: C& B/ y# r1 w; K5 [, _

4、性能测评：

7 y- P/ K5 n, e# ]1 p) }- }6 B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。

- I/ n$ S3 Q3 r- L( ^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。
& u( q! G2 D% V7 `+ r
表1 、无负载待机功耗(无假负载):

表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
7 R# \3 [  u8 ?/ N
0 n; X2 r' O4 |6 d

; y. d9 T( W9 `7 n/ i7 E+ I0 d表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:

; F9 `/ Y) \$ n# T" y& `6 i# G2 N# B0 ?

表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
2 t) n+ ~/ f0 m' Z; D2 ^: t
& h" U2 h1 Y. B# _* A5 \

; B- l' e" O6 o6 N, ~* o5 {/ [4.2、输出特性：
7 ~+ X' w9 R$ S5 N2 i' r) P  H, _+ f
/ @: k- Q5 J# c+ F  U( v  N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：

( c# v! ?9 n% \, D7 F; \* x表4 线性调整率和负载调整率:
) P- j5 e" K8 Y. F8 Z8 P. w

, G' y5 Z" r$ N* N# |. o& l4.2.2、输出电压纹波：

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。

0 a. A, v4 W1 M3 @表5 电压纹波测试

纹波噪声波形图：

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

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

- Y! s6 V; L( y6 m. Z, B

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

: {8 c* G# E' \$ B9 \" R

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

4.3、保护功能：

5 a. r, ?8 c2 n6 M9 J! m7 g以下涉及过流保护、短路保护的测试。
. O' J7 D& V) ]6 ^# }1 k: `
4.3.1、过流保护：

. A; X$ V: o  J8 A$ L4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

5、其它重要波形测试：
" u: f) ?3 z1 j  h0 B
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
; R+ X* ^3 [' r( P3 R

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

, L$ M1 _, E7 W$ Y* {2 ~  Q+ n

AC230/50Hz，100% load

1 d# z. H5 o5 N, r& V: ?0 {5 Z4 P

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

6 X( K3 M6 D* ]" u0 x

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

) B5 \7 ^. U3 F$ N3 m$ l/ I4 i) k6、EMI 评估测试
+ j( ^$ V5 E* P$ {6 v6 @9 @9 k! i
* G0 N3 N& I/ Q" M测试条件：

输入：230VAC50Hz；
输出电流：2.1A；
负载类型：电阻；
5 {% J" Z7 J: C' s限值标准参考：EN55013、EN55022B
9 v! W6 p% y! p; _# u2 R5 J7 d

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

9 L( C8 U, i  z( z) O- [, _

辐射测试PK+AV