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

; h/ v9 R$ [" v5 Z: |! x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。

* D3 ~6 s( J9 N, g& a6 u: N& R01、样机介绍

8 u2 `; z  P9 X, ?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。

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。
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" q5 ]" |. |& N) D) S3 \4 H& S  hCR5241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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9 I, O/ O* m1 e' e● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；

: z- H* M+ N5 V8 c, F( x" z● 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；

4 Y4 ^" ?1 F* N% F: ]8 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”
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● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；

● 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
● 开放式电源
2 e# ?* V( h# U1 X3 s1 N, W9 p0 `* |" r● 数码相机和摄像机电源
4 Y- Q' e0 P7 J# ^$ x) U● 电脑和服务器辅助电源
$ [$ o5 y) T) Z* w) p# z4 `# v● 机顶盒电源
/ q4 Z  F) r! t9 k$ z7 ?● 掌上电脑电源

0 p& y& D' a3 j& m$ c2 Q引脚分布
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引脚描述

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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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
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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：

  U" e' j8 ~" P2 W3 ]$ n8 h& Z; i' u2.2、输出特性：

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
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2.6、测试仪器
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9 ~* l2 ?% N( s03、样机结构信息

. b! H3 g% W4 b/ E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 |' ^  O' i/ w& S
3.1、电路原理图及PCB 版图：

0 ?8 J& S# `- S: g（1）原理图：
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（2）PCB 版图：
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  R, h( A# T" A% }. l8 C! l

8 f2 N) J  c, `* S, R9 i

0 @5 |' M. f- r+ X7 ~

2 J0 J) r; N5 c$ G3.2、变压器绕制工艺：
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1）电路示意图：
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（2）规格参数：

0 t" @" D2 v1 c2 l$ a1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
: y# _7 @# h  q+ z- X2 M3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
4）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）)
& U+ s& u7 ~& K' z, R" ~1 x- j8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
1 \4 L7 t. u- [$ N; A9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：

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  E& ^% [2 Y+ U) G: q, d（4）、变压器结构图：
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3.3、元器件清单：

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$ S9 K8 Y$ b4 x* v3 o04、性能测评

5 H# ~* B0 S# y- @) I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。

9 _) ~( p" D6 B' X. m4.1、输入特性：

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。
9 S! t+ O/ Y5 O- {; A9 Y1 U
9 @9 M* t3 k- l# |& G" }- ^' I% |( Y表1 、无负载待机功耗(无假负载):

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:
6 K* B6 E/ M( C. B  [4 P

# e$ m- p9 X% Y; ?" @& M
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
% q2 ?4 [% e$ p( |

& g$ d' F+ q0 v  h4.2、输出特性：

注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
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" ]7 s0 D- O" A: J. S6 @! b, j; y2 H4.2.1、线性调整率和负载调整率：
2 x% e5 k7 o1 p& F; X4 T0 p5 }
. B& @+ x' ]/ h6 }表4 线性调整率和负载调整率:
% r* O+ f7 P0 u

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。
( a+ J( _; {  p( E7 v! d
表5 电压纹波测试

  d! U: l- s: K1 b$ W$ p$ r6 D" b纹波噪声波形图：

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

( s- v3 B0 k- j, w5 F

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

6 J) Q, S1 B* A4 {6 s1 l4 D2 g

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

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

4.3、保护功能：

9 B+ }+ }' r! t2 V以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：
1 T7 ^/ I2 x6 \6 r& W0 N2 I: O  I

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

' J* Y7 t; d9 m, P$ m1 A( V05、其它重要波形测试

- O  Z, M; w! {7 DDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

# b7 S" p' v* Y  V

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

9 x& p0 R% T0 b5 p

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

0 l4 {0 h/ ^- E7 s+ _

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

/ V' K' N1 M3 Z& N# i* u; g8 ?

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；
负载类型：电阻；
% L. z, Y6 k6 K2 t  s, p- b$ c限值标准参考：EN55013、EN55022B

传导L 线测试PK+AV

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传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV