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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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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; I7 U' {7 u& J: p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
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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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4 T4 G$ v% J+ b+ }; h/ S- {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。

- O% L' b* E* f9 M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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! ~( v7 c/ v; T' K( o' H& 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。
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8 b3 I) Y1 V: m) K9 k芯片特性

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

9 H4 w% i  {& k1 [) {, a● 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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● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；

- e- E) k5 {7 e! X2 J● 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；

, k3 F+ P( k$ }1 p+ [' w● 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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$ ?/ o! H! I3 C0 M3 L- [* ]. G3 \● 电源适配器
● 开放式电源
4 ?( l4 B8 O* h9 G0 X● 数码相机和摄像机电源
$ O% D9 f5 h+ O9 ]2 o. D, @● 电脑和服务器辅助电源
* b( i" m3 a( r+ U/ b● 机顶盒电源
% Y0 n# Z7 I: j% s6 r) _7 \6 @, s● 掌上电脑电源
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引脚分布
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4 ~, R$ p1 Q$ E8 ~8 t# |8 T: G7 F

引脚描述
( q* L% Y  U! J2 }# O; l/ G/ m

! j0 k5 K4 v( Z5 l! A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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# |0 L9 t2 B& i9 q! L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。

# u2 U! V* o3 ~: U. [! o2 p02、样机特性

9 z8 m7 k/ [' }- ~  X4 T9 @2 S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。
. t0 u9 D3 F$ @
6 b6 A8 O- Q, Q* G0 h. d% N2.1、输入特性：

( G9 ]: l8 B% N1 R2.2、输出特性：

2.3、整机参数：

. F  q: K9 E  {* {9 z2.4、保护功能测试：

# l' K2 T% W3 K4 o! S: C2.5、工作环境：

+ b, h+ W0 x# W2.6、测试仪器
1 O- u8 P7 k6 N. O

0 c+ J- ~) D( c! }. D5 y4 D! V03、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。
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3.1、电路原理图及PCB 版图：

7 K( e( G$ Q' w（1）原理图：

8 j. c6 C0 b0 {" R. f( f

（2）PCB 版图：
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* r, j) H$ t* `5 J8 L! }

- G# J% a0 Y. e7 H4 B5 P/ V

3.2、变压器绕制工艺：
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1）电路示意图：
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: }- \$ w8 |3 N+ \( G1 [

（2）规格参数：
& w7 V2 J# r: W: g$ e
' X( a% r* S$ M2 x" J1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
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
7 g! N; J; @, `  m5）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）)
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

( J0 W3 a  d" H& \5 B( P8 |9 x(3)、变压器参数：

（4）、变压器结构图：
! ^& x$ a. a; t

3.3、元器件清单：

5 }3 d; q+ |7 g5 C, {, d4 J

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。

' @* g+ s* V: Z$ L4.1、输入特性：
; I0 D( q, m6 A# S) N; u/ w2 ~
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。

1 o# i" x  d' Y& m0 e# y7 T. ^表1 、无负载待机功耗(无假负载):
! s8 W' M' n/ `

表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

5 w" p+ A' I; O1 ^9 P表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:

0 c' R' J8 \% p: J7 k6 X( w
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
. E4 y  W! v- @' ~; f1 O5 b

# c- T0 k; l1 [# I- Y% o! T4.2、输出特性：
! K, E0 U+ C9 {$ U, N6 Q4 u
  S) g) _  K8 _注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
) s  y8 ^3 r4 o/ M3 \" k6 E( N
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
6 d$ P! C: Z/ b2 Z, `- N1 D
表4 线性调整率和负载调整率:
/ {( a' j9 W% }

4.2.2、输出电压纹波：
& r- \- N4 V. {2 F
% H+ f; v8 j9 w6 W$ W0 M1 s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 K+ N# {3 i- d2 I) _
表5 电压纹波测试

纹波噪声波形图：
% `, b, R& A$ S# _
+ O  S0 i7 s1 I' U# p+ g2 C

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

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

  q1 p) m6 {9 D$ ~

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

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

4.3、保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。
/ k4 B% Q3 O1 E7 b
; O4 \$ E' Q% @' F& P# E4.3.1、过流保护：
$ H" U# o8 u- f

  X7 M, s! {1 D. i- k. J4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
6 I$ F+ C; X3 ?

05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
& `) T0 D3 D$ i) ~2 s

AC90/60Hz，100% Load

# B5 Z) V7 `' T7 {8 f$ y* O# i$ G

AC115/60Hz，100% load

; m: ~4 \7 g# L' E$ U5 z

AC230/50Hz，100% load

, K+ \) w& L7 o. A

AC264/50Hz，100% load

* I2 G3 {4 q5 B" w$ \; N

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

# q# S& S) U5 ?

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

/ W) d% q) \- k+ ^: Z+ X06、EMI 评估测试

" e' l* {$ b9 L6 k测试条件：
9 F# z" `. g3 S5 W9 W5 a9 q
输入：230VAC50Hz；
输出电流：2.1A；
: k6 j1 E! n0 I% H7 T负载类型：电阻；
, q: p- a; H' w' {* n  K限值标准参考：EN55013、EN55022B
" \5 r4 y1 s- `# n% k
8 z, l9 d/ |6 p" v% f; q& s0 b* U( r

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

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辐射测试PK+AV