一步到位满足充电需求！安利你一份实用的10.5W充电器方案

思睿达小妹妹

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; V8 x- b7 I6 U2 G" X0 R" e$ o5 ]本文所介绍的是基于本公司主推的CR5241 10.5W充电器方案。其中，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。
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0 c/ t6 [: G$ I, |01、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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CR5241_5V2.1A 工程样机示意图

' B' `" O) R' T/ z; B) I# K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。
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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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+ F( s; o, l& [+ y" L& @; H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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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。
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芯片特性

● 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；
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● 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；

& A6 \$ L" {* {● 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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9 I" I* H; B& o: _0 t● 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。
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基本应用
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● 电源适配器
4 Q2 _* V/ t: S$ e  r● 开放式电源
4 g, {+ _* y2 K, ^  ?' f● 数码相机和摄像机电源
' p% Y& p7 [4 i● 电脑和服务器辅助电源
$ |" d, h- L# v' c1 {) i0 n5 U. Q● 机顶盒电源
! G- {9 S* k: h) o( L2 V  b● 掌上电脑电源
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引脚分布

* _1 Z) Z; ~9 I3 h* x8 J7 f

引脚描述

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! Z1 J# O! C/ y& ]1 \+ b0 j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。

3 p4 Q: D% O0 P/ s1 j- b% ?& o# D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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02、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：
- m' f, E7 r+ m1 `9 U9 j; M" k6 |

1 T3 a2 b9 D" O- h2.2、输出特性：

4 d9 E5 a) Y  @$ P$ ^2 o. r2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
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2.5、工作环境：

" F% A9 S9 A  |. {2.6、测试仪器

03、样机结构信息

, Z3 r) N2 W5 _- w# C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：

% h8 t! i6 J: I- p  [

（2）PCB 版图：
( J, o, W( B( T3 G. r0 ?! x/ l
/ v( c; ]' P% F1 u1 V$ H

0 }5 y8 p9 N0 ~4 j3.2、变压器绕制工艺：

1）电路示意图：

（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；
3 X6 q+ y8 w$ _) o5 O3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
2 H( {5 ^8 K: q2 b4）次级: 三层绝缘线
. ?4 a3 e; t: E7 K# m: V5 }/ O5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
7 L( q: P! v, F9 |: x6）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）)
7 H+ @. K1 ~7 |( x6 R8 @, u8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
, C9 h' B6 O) N9）成品要求:浸凡立水
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(3)、变压器参数：

- C8 C5 x3 c  m& q! i" Z8 z（4）、变压器结构图：

3.3、元器件清单：
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8 j+ ~5 Z: n( H. z( \# _

04、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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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。

表1 、无负载待机功耗(无假负载):

! d( z& Q2 q$ X. h表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
! J( ?: Y* g* ?; t: g% D! }! Y

8 s0 }4 Q$ R4 o& \0 j5 d7 V$ H6 H
! {- z/ V& p: {表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:

5 f& ?, S' _7 c7 P* F8 f
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:

4.2、输出特性：
) u$ {6 u  A: z) N
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
0 a5 C5 B, Z: a
, i/ V3 r* k& [  |0 W8 [4.2.1、线性调整率和负载调整率：
( g/ v! i1 U5 {
" h) K0 d0 G7 J, u& \6 D& j% H表4 线性调整率和负载调整率:
, o! ]$ d, a8 _/ ~) v, F

4.2.2、输出电压纹波：

" o8 X; c/ ]; I9 r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

, w. O/ c; F" K3 O( I, G纹波噪声波形图：
0 W; |/ ?* h& |# N5 L1 c
# k) u. d: e, I# i6 \

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

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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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2 y5 N! R* `; `$ D" K, _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：
- A" n/ t8 z* K# e  S8 n; J

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
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05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

9 M4 ^4 z& @' H" W% w

AC115/60Hz，100% load

8 a' r' ~# z9 W/ R! C$ ^

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

9 y8 ~) L: g& P$ n# S

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

1 V" t! K6 w6 S7 w# ?2 i6 O06、EMI 评估测试

测试条件：
) y( A" I' n/ F
! N# n' @6 z" Y) y" J# N  j输入：230VAC50Hz；
/ e, Y% [# A, C0 \/ f- J1 E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

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV