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

2 j( Q. g$ A3 e! k! c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。

01、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

关于CR5241

$ H9 K- v7 r& ]# K4 `. l: ~) Y/ ]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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5 R8 ^* o! F) F+ a/ t0 [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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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。

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
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● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；

7 g/ V, n# m% r- V* v* G# u& M● 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；

  `) J8 M) N. z0 k. }1 ]+ _2 L● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
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" G2 x# m3 u0 w: Y, Y) o● 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”

! U$ M' b( J7 o! l2 E; ^8 P6 }● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
; q3 ~6 y& K4 w8 ]' `( H
) e8 I8 D+ f; d& K● 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

● 电源适配器
● 开放式电源
● 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
● 掌上电脑电源

引脚分布

引脚描述

) e, N( }, d! R' p( R6 }/ f: v典型应用

0 g/ r: P" [; g1 l# _3 p/ h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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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
. o( m' \$ [( i0 O
9 n. |8 C% `0 ?* a% _5 @, h4 K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：

4 _2 \; b0 T! z3 w) s- B2.2、输出特性：

2.3、整机参数：

* i7 A; O- F+ G; e! L( e2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

; P6 B: G# f$ T0 \2.6、测试仪器

03、样机结构信息

  x! s1 J, j2 ]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。
. j  J2 v1 \1 c8 {& a6 E7 X
: y' v3 x+ `, _5 w6 P3.1、电路原理图及PCB 版图：

（1）原理图：
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（2）PCB 版图：

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4 V6 y* L% b: n' y% \( _

. H. E; h) `* E9 a$ g" r+ n% w6 i

3.2、变压器绕制工艺：
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& N! X9 z$ b( i1）电路示意图：

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（2）规格参数：

8 \% z. l0 c7 c2 x1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
2 L4 {+ {3 d1 S/ k3 T8 X* H3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
+ \! S3 ~  q) k2 k4 H, v  A$ U* d4）次级: 三层绝缘线
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
1 M( @% M+ K- u) h6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
: H# \) ]# h6 g& f* H+ e' 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）)
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：

* B! `% D9 ~: H: p5 z  a（4）、变压器结构图：

3.3、元器件清单：

* I, k) b& f0 J5 \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。

( i7 k& K( c- g& O) q: D+ A# W) C4.1、输入特性：

* _! b7 @  q+ Y- q3 z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):
3 n8 g  Z5 F% G! E# m: E' n4 J) Y

表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

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表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
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) e" @( l( I2 @表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
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4.2、输出特性：

注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；

$ M& l) s' C! C; r; U) L4.2.1、线性调整率和负载调整率：

表4 线性调整率和负载调整率:

4.2.2、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。

表5 电压纹波测试
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纹波噪声波形图：

5 R, S  t& _  o+ V' L" ^2 h

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

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

' {' v+ f( n- k) A( S: o  Q

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：

! T6 T1 R* k7 N0 h3 f, ~2 Y- ?7 ^9 P. P
% P' a2 f% v( P4 @, l4.3.2、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
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5 t; S. r. G7 p: Z8 F% yDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
0 r5 l: E' D- p; v/ F+ ?) v

AC90/60Hz，100% Load

! }% v, @+ c$ A

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

3 w# r. C* W# `# i  f8 |! m, }

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

/ Y3 p# G7 }# l7 r

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

06、EMI 评估测试
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测试条件：

输入：230VAC50Hz；
输出电流：2.1A；
% }9 o" W( ^: {& r* T负载类型：电阻；
# N+ Y- s) u/ A! u; |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

% u! i' L3 S, |9 c6 Y$ z9 |/ G- w

辐射测试PK+AV