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

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。

2 F/ B$ C# q+ Y01、样机介绍

, c' Z' D; n( `" v1 v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。

8 B0 M6 L8 D5 \& C

CR5241_5V2.1A 工程样机示意图

关于CR5241
# S% O1 A8 W; Q! F" K/ H
- e2 B$ `% a9 |; FCR5241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。

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。
' z1 j2 O7 K+ ?. l# A  U5 d% |: u$ _
% ]1 y9 X( A. R3 iCR5241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
* |% L6 x; s& C! `& V
● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；

; W/ S: {" |9 Q) y5 A7 T* s+ `6 c6 `● 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；
% t2 c9 \, L4 P6 `
● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
' {4 X% {8 z( g3 y4 O$ A
# p8 ~$ n: P3 o) N. r  r1 ~( S● 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”
) Y. l, A- Z0 I  L- O
% u+ b4 E! s1 X4 ]3 B● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
5 H, _6 [3 n1 R$ K$ N
● 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。

4 c, @& R. `5 y1 v3 p8 Z基本应用

● 电源适配器
● 开放式电源
" n& U/ {1 j3 V5 G  Y● 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
: o8 Z# j; `* g- [8 K  f● 掌上电脑电源

引脚分布

引脚描述

8 P9 [9 k4 {# x5 l2 N8 h

) Y6 F4 T2 `1 U& C0 K) Q典型应用

% q; @7 B. _. i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。
$ Q- s4 ~0 L% t
( Y! E+ ]4 d) h) x& _6 E8 W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。

02、样机特性
$ t0 [9 O+ X) g2 S/ B
& L' `* j5 b  T$ q8 z$ i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。

6 S2 x8 L1 Q) ^6 h$ f  u. a4 e2.1、输入特性：

2.2、输出特性：
+ y% ?' o5 _* n( r) ]+ P0 e

2.3、整机参数：
& w* x& H+ v4 Y3 e# s9 n

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

9 D; B' j( U% B- n9 X2.6、测试仪器

; k. m% y& j8 B9 n) d03、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。
6 R- j0 T( c, w  x4 S" t
3.1、电路原理图及PCB 版图：

& {) n. I  n- V（1）原理图：

' c1 b) G, q8 Z8 s9 P

（2）PCB 版图：
, M& W6 n3 r( _3 T# u% S
9 r3 w/ x4 a+ x( p" J0 N* o

, M( ^$ \0 a. s- B# o

3.2、变压器绕制工艺：
0 B( s+ O- [; F4 Q
8 I# k" d' j# C: U! _1）电路示意图：
" c5 R& s+ N1 ^* Z1 X  G

（2）规格参数：

. d* c. d4 V4 r1 z/ D8 X1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
5 m8 s5 A* H+ s1 ]* a3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
) c# A- ~7 k# B+ M  X& T4）次级: 三层绝缘线
) v0 j8 B6 F- O9 A: w8 x5 i# c5）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）；
8 p9 ]4 }, G' d' Y) T8 u" l7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
1 R7 U: P! B! @8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
5 e1 C) V6 I3 U3 a: M" f  j9 @% ?
(3)、变压器参数：
) Z, P8 e1 \% B. S
" k; g6 [7 D0 Z7 N( [* Z7 t

0 l4 h) Q* A. D5 \1 Q（4）、变压器结构图：
3 u8 y: z  n% k

3.3、元器件清单：
# {' W. i6 l" D' F; q

04、性能测评

% q( l/ n) l: l6 X5 D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。

4.1、输入特性：

, k9 |4 F: p7 [3 ~' K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。
$ j( @1 I: R0 k, b$ {! Q/ y
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
+ V* S, G8 G# w& M% d

表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
3 t: n6 O2 o' J' |3 }8 k4 h

表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
, w( l0 N9 M& c1 [* t3 |- m

4.2、输出特性：

, {2 |: w* O% S0 Y注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
, P7 Y; X$ @6 ~7 ?  ?
4.2.1、线性调整率和负载调整率：

# O0 s+ t8 }, E1 T: d' G5 ?- _表4 线性调整率和负载调整率:
1 Y0 @: _+ K; Z) Q  u

4.2.2、输出电压纹波：
" t2 [% X* e* f% d! L
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

纹波噪声波形图：
5 L( Y" Y4 \/ t9 D7 P$ {

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

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

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

7 ?8 O5 j  \+ a" J' \

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

4.3、保护功能：
/ K! G: S1 S  b9 u8 }" T% j8 z* T
7 l" A% v; K3 Y% g- _& e4 r. y( }: E% y以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：
- q+ h2 {% U! @8 C/ T1 O+ }; I6 t

/ ]. h2 W; F0 \$ f
' E% J, n4 r1 u; x4 `; C% u4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

: x" H+ |4 [* B- A: m05、其它重要波形测试
0 w! d7 a7 ^3 V4 }2 c
" c  D, J8 F+ X& e0 l* i7 UDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
, }2 x  q6 B1 D: N1 v2 R

AC90/60Hz，100% Load

9 Z4 }; l5 \6 ?' }

AC115/60Hz，100% load

  M" [6 ~3 r+ J" B( V: L

AC230/50Hz，100% load

7 E  s- T0 C+ z& h

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

06、EMI 评估测试

8 V) T. w' Z" }测试条件：
3 E9 `( p  S7 S
0 u; t) _' Z4 p5 ?1 L; s3 }1 h* [+ G输入：230VAC50Hz；
输出电流：2.1A；
负载类型：电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV