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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/ N) P7 N2 J9 T7 l1 e( I0 a$ e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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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

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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; Y- V) {8 n! O  I6 x  L% PCR5241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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7 Y# }! X/ r! }5 o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

● 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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# S8 L* M, X9 I● 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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) b9 g1 p; ~! x* h- C$ [● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
6 [' D# _) y( A! Q
● 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”
0 y; m. f' h9 u# C; t5 C$ `
+ p- |* t7 Y7 w! B0 s● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；

! b. l7 C( Q6 q: c' X, d5 T● 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

7 v5 c- ?4 [9 Y● 电源适配器
" ~  N/ z, ?; i5 [* [  @5 Y● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
8 B$ X# h# I! ^+ J  X4 B7 B● 电脑和服务器辅助电源
. d. L* x7 s/ O  O● 机顶盒电源
2 Y- C  i, X) R; E% f$ G● 掌上电脑电源
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/ R) S: q: Y' P( b7 M. y引脚分布

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引脚描述
6 {! N  q3 O6 W$ X0 U' m
: L3 S, ?2 s+ D" l; X1 k9 m% ^

3 p0 g! S# I' K/ M典型应用
( ?. s% J  t- R, J/ g2 r8 H$ a  n
; L5 @6 e" }. L7 J( B# |6 \) s

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。

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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) ]& O& c+ a( P, C. g* ]; L0 o02、样机特性
% M7 k! e9 F# D& G
3 A/ q4 g' E. t3 o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：

2.2、输出特性：

2.3、整机参数：

0 p' m5 n; b$ L2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
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2.6、测试仪器

1 o" A& A) N6 ?' U' F& U/ l03、样机结构信息
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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。

- _0 X. C9 \8 ~! b2 f7 i7 ]3.1、电路原理图及PCB 版图：

（1）原理图：

( h9 }8 q' _% t6 s3 ]0 \

（2）PCB 版图：
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8 T4 n# [* g5 ]% y& O

( F3 B1 ]9 O* g" n' B7 P3.2、变压器绕制工艺：
& e3 G% v6 p. t
* F* k0 v7 h! ?7 W( ^1）电路示意图：
: N2 |  F0 ~6 W

（2）规格参数：

1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
" [1 ~/ J+ X5 f) O8 Y( K5 _2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
9 G# s% m* f8 h, i: P# o4）次级: 三层绝缘线
5）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
) |( Y" O, \4 e. z1 D7 l; D4 s, @9）成品要求:浸凡立水

* [+ \! ?$ F+ p! U(3)、变压器参数：

. C" `' P' J0 A0 G" r

' i5 s0 M# ^) O（4）、变压器结构图：
$ _9 H& g8 d4 r* m& R; N( ?9 c

3.3、元器件清单：

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, q5 F, ]7 A2 g( J8 B# g6 v04、性能测评
) f) ]# ]4 U% k
4 T& T! A  ^! k3 @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。

: I- r  u+ `& B, H) A4 ~4.1、输入特性：
8 j. F+ C7 q. G% Z. t6 A% e
$ S5 `8 ]- K0 O' U4 ^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):
6 Q3 y' _$ s# e" R. s) Q9 K

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:

" s4 Y" H. R* }; T$ Z/ O7 ^
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:

4.2、输出特性：

注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；

9 ]: ?% z/ L, V% u5 ]- ^0 l4.2.1、线性调整率和负载调整率：

0 g; X3 q$ S1 \. D表4 线性调整率和负载调整率:
9 R2 i9 M8 D- m" ], G

4.2.2、输出电压纹波：
- i4 y! k  Z$ e* d* S* A! L
& m# ~" N( v2 F' U: ~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。
4 r+ n8 z" G+ u- x: Z' T  F
& l% V& G2 U  ^# o1 i" c# d' p! p表5 电压纹波测试
* K3 g% y2 y& M+ n# X/ s" ?* x

纹波噪声波形图：
" D6 Q1 w: t) ]

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

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

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

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

$ p, G. O( o) m  z0 R4.3、保护功能：
% ~4 a6 Q# q5 a, W/ N
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：

; V. G3 D' Q- w2 H4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
. U( k3 L  k; K8 l; p0 y

05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

4 w# U* D- e- \. K7 u# R" H

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

7 o% y4 V* Q+ ?* E

AC230/50Hz，100% load

9 v4 S; F! n  T9 p2 A2 ~

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

5 G; F6 q, Q* L6 i4 w

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

06、EMI 评估测试

测试条件：
* P2 G: N, n0 X" z
输入：230VAC50Hz；
/ f5 I& [+ u. ]9 m8 |: c输出电流：2.1A；
7 ]: M# j# s: X% y, O负载类型：电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B

. o# k0 S; Z0 ?1 k* l1 e

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV