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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2 w) m9 R- d" F0 p8 v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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/ I2 p/ k  t9 P" d! J! x2 |% O01、样机介绍

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。

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。

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。
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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；

● 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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( r! ^- g/ [' n● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；

) o% u4 l) z$ @# k7 k8 J8 |● 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；

" x4 r( ]6 }+ o3 P4 n: F● 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。

0 k9 |( J3 C; o* A基本应用
) n* R$ Y' J5 z+ h2 w6 d: ]! r: z
● 电源适配器
4 E- Y- S: ?4 Z9 I4 S* a& Z● 开放式电源
7 E/ F# e8 [# l● 数码相机和摄像机电源
● 电脑和服务器辅助电源
- K6 d9 ~) C- m, B5 E; w9 U# L● 机顶盒电源
, g+ k2 ?. h2 U* e& o2 K) z● 掌上电脑电源
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2 N5 x( ~" J+ g+ l9 B7 y3 V引脚分布
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引脚描述

) Z) f( p2 F- {) _: _1 Z2 ?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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0 V$ X) Q5 A1 p% z" N8 L" u) V4 t& _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。

! Y. m% S. [# [- o* t2.1、输入特性：

2.2、输出特性：
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2.3、整机参数：

5 v* ?1 j0 t. j2.4、保护功能测试：

: `( I9 |) G% w* W' q6 V) c2.5、工作环境：
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0 n: v! ^7 |, `4 `2.6、测试仪器
; n7 Z, f" b  b& R( A2 C( j2 L

03、样机结构信息
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! i4 Z# f/ f, `! D# Q  Q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。

5 y; U7 ^6 Y. \5 M: k* Z3.1、电路原理图及PCB 版图：
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0 z2 F6 C  k( s) S（1）原理图：

（2）PCB 版图：
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3 h! v! `1 Z$ B* R( x+ M0 N3.2、变压器绕制工艺：
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1）电路示意图：

（2）规格参数：

1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
, f6 z; K% m6 H5 G8 V2）材质：TDK PC40 或同等材质；
# o! D- q4 X) m8 Y, A; l3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
* ]8 @  l4 V2 e3 N4）次级: 三层绝缘线
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
/ E. O1 |2 E- U7 C6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
) R3 J0 p* z% X+ Z0 j8 S" {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

5 Z5 b/ j$ {  T" ]. R4 N! s(3)、变压器参数：

（4）、变压器结构图：
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3.3、元器件清单：

/ j/ o$ @$ h$ k) G1 y. h. T04、性能测评

) i% Q/ }$ o) E* w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。

3 W7 m; S4 h: o2 a7 I2 j% p4.1、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。

表1 、无负载待机功耗(无假负载):
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表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

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: ~! P2 E! q, F; B8 y表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:

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. T7 v* F* O( x9 D7 I% k7 Y- t表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:

7 L$ q/ A" r, O0 N7 A4 g4.2、输出特性：
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注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
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4.2.1、线性调整率和负载调整率：

6 _# q# C  h2 I8 y, _表4 线性调整率和负载调整率:

4.2.2、输出电压纹波：
2 p- F! Q. V0 R8 l2 w8 R  E' {
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：

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

4.3、保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。

3 O4 y8 W2 z% r4 P: N1 E4.3.1、过流保护：
; D% [5 @, Z9 J+ X

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

  v6 W* t; c; G6 x3 {05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
" z0 U6 o; I' R, n, i  d

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

. d+ e) _! e3 b1 N

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

4 s! d' B6 B: ^7 j$ C: N06、EMI 评估测试

7 {) U% G4 N! S  ^测试条件：

输入：230VAC50Hz；
输出电流：2.1A；
负载类型：电阻；
0 G* W. q# Z$ q$ V- t, a  h) M限值标准参考：EN55013、EN55022B
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传导L 线测试PK+AV

0 {! p% j+ g/ a! M

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV