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

$ B) R  T+ D; v- [+ u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。

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采用了本公司主推的CR5241。
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, ^) }. S8 x+ X# {; _. o

CR5241_5V2.1A 工程样机示意图

- s% I- Y& ~/ ^关于CR5241

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。

: o+ b+ s* m) D7 n0 ^" WCR5241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。

' v! l$ T- j: [0 n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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+ p7 |" j# P; w" J8 T* a. cCR5241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。
5 f1 Y. V; n- X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；
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! H/ ?/ i/ e3 w# {- i● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
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2 M( i( F! f" K● 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；
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● 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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电源适配器
6 X1 [3 u4 S& \# O
# C5 m1 p% y8 ?* n开放式电源

数码相机和摄像机电源
" _8 n/ J9 Q* W  @
2 O8 S% J. J6 _- {- d) b& v6 `/ a3 D% Z电脑和服务器辅助电源

机顶盒电源
6 R2 |% z+ `& c- }5 v) C& B( y7 W
掌上电脑电源

引脚分布
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+ b1 P$ D( B* V' o, Z

引脚描述

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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。
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: t! X" E! m/ t( V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：
5 ]4 D4 `1 _; {/ B
. b2 v  ^  n+ ~" D3 p  l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 J* d+ N  N" t
, h3 ]2 [2 H# o) D) {  t0 C2.1、输入特性：

1 B8 A% p: U- |- i2.2、输出特性：
% r% d" ]3 g  D1 M

# _3 Q+ `7 u, q  u1 {0 n5 M9 A* Q$ d0 W2.3、整机参数：
( o: K% K" w+ W* G2 h$ o; E

( q( D0 A1 t  w( f2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

2.6、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。
( R  N* {4 v0 _% l2 E" K/ v8 i
3.1、电路原理图及PCB 版图：
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6 I8 X) w& g6 _& w（1）原理图：
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（2）PCB 版图：

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3.2、变压器绕制工艺：

1）电路示意图：
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（2）规格参数：
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1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
' [. N% B8 r8 K3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
9 Y- Y# P/ r: S9 Z# k4）次级: 三层绝缘线
7 S  L; R/ X; D5）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）；
6 y- y! C' y; i8 r& T3 q7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
4 B' `; C& Q3 H8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
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(3)、变压器参数：
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（4）、变压器结构图：

3.3、元器件清单：

4、性能测评：
" w) E3 b: Y: \% S4 _0 u/ G+ P
4 R7 q% T. ~4 E# p, y( S- J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：

8 D5 v  Y) i6 h8 j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。
  C* C- D4 p* F" k$ k! j
, K) }7 c- g7 X' S表1 、无负载待机功耗(无假负载):

0 y5 ^+ E- f. ^& d9 ?7 z* f& `表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
4 _  Y/ y7 K# v  [$ z
. T( [/ Q, g" U* [

表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
- M8 d$ z; I: i/ |+ F* R

表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:

$ V3 ]9 w% D1 P: v. v$ n1 y

4.2、输出特性：
4 i* a7 W7 K2 R& ^5 k8 t
5 ?9 ~) w* i! _& y2 B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：

表4 线性调整率和负载调整率:
' H% S; n- g; c( o# G' _* c" G9 O

4.2.2、输出电压纹波：
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6 w- m( q; y; u1 y. n. P# c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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4 x4 j, @% D) q/ K# a9 U表5 电压纹波测试

纹波噪声波形图：

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

3 b, I5 ?! p+ l+ U1 m3 Z

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。

4.3.1、过流保护：

! u2 ^( y! T% C1 Y4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

/ m7 a0 j$ v9 [- K0 a5、其它重要波形测试：
, D  p$ ]3 ~3 a( \5 H% r* C* H
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

# a% F$ [- H- B! }7 H

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

" k# p& z7 J( p/ V2 f

AC230/50Hz，100% load

. |) V! f7 E) j  F" k

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

6、EMI 评估测试
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测试条件：
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0 t" x( u% y: B. y" K( ?输入：230VAC50Hz；
输出电流：2.1A；
负载类型：电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B

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传导L 线测试PK+AV

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传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV