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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& H, G- {* T3 k1 Y$ Q& d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

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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5 T- [! m0 J( A+ q( L# i9 _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。

6 v- C7 K" R* b9 z* ]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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● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；

  K! @- |+ |0 n7 `. e2 Z● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；

# D# t  X* g( I, y● 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”

) D' S5 ~' h' `% V' i) B● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
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● 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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: \% w) L- c) K$ ?2 b& V( L基本应用
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( A% x6 |" A3 S0 k# w. @; H● 电源适配器
● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
2 P' n' \8 z% p5 _3 q+ q3 ^1 v● 电脑和服务器辅助电源
● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源
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引脚分布
' Q  ]* L4 X; Z2 z" ?6 C
; W, y7 r  }2 r4 B, A9 J7 f& Q

引脚描述
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! t- X. P/ h' F* m典型应用

7 X8 N4 d! A/ s) B- ^& G( `* a, e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。

8 t* ]6 T" z7 ]* _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。

" s5 t7 ^% d+ _5 F02、样机特性
( V: U9 }- }4 Q: A9 A
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：

. A' h% p6 r. J' }% K2.2、输出特性：

" g: s$ {7 c' Q  p- y8 G2.3、整机参数：
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2.4、保护功能测试：
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; N$ ]! e0 l3 `5 ^5 W9 s/ E2.5、工作环境：
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2.6、测试仪器
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03、样机结构信息
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+ q& g% ~+ @3 i3 a8 w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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# M# t5 c8 A( [. f! S3.1、电路原理图及PCB 版图：
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（1）原理图：

4 {) T. ^& g/ ?6 W1 t- @0 L7 n4 G

（2）PCB 版图：

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7 p1 C7 ?* X$ p. p; b

  ^  ?1 _0 m2 d( d5 X6 }3.2、变压器绕制工艺：

1）电路示意图：
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（2）规格参数：

6 ^1 U* r. I+ u& Q- u" C1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
3 P/ \* Z4 ?; \3 [! b0 o) D2）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
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
1 w% u2 Y+ O4 Q' j& O6）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
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(3)、变压器参数：

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（4）、变压器结构图：
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3.3、元器件清单：

: R: [* d/ {, p# G04、性能测评

* y" x4 u! y5 W; |6 ~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。
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1 q* W. j" ]! P/ k3 ^& o4.1、输入特性：
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% _( |; I7 x- Q* ~3 d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。
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. J, A0 o* ~5 b表1 、无负载待机功耗(无假负载):
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$ ^5 C, }- x0 x* d- k
3 S" N! D* ~/ Y& a1 T6 u* ?表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
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$ v* Q, n2 y- ]6 Y$ a
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:

表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:

# K* J0 z  D  N+ T: {8 v4.2、输出特性：
+ a1 ~$ Y9 p" |+ \& I0 {
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；

4.2.1、线性调整率和负载调整率：
5 |! \+ f) a: i& }6 h
5 |0 J) }6 m6 q1 m3 Z# g" H) p1 d表4 线性调整率和负载调整率:

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。
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表5 电压纹波测试
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纹波噪声波形图：

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

, y0 m. J9 L+ U+ s/ K7 t9 S$ T. R

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

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

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

9 }. D) K4 k, W6 J; ~" B* Q  S5 P4.3、保护功能：
: c* S3 R, Z  r" e- b+ s/ t+ v
# U3 X1 U: i' T  q以下涉及过流保护、短路保护的测试。

) c8 O4 j- _; V7 G& e4.3.1、过流保护：

' B4 q2 u  n  W& K
* C5 R& f1 P6 Z5 E0 X& A4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
( S8 S7 E1 t% v$ G

, v- \9 j. `' J2 M5 D05、其它重要波形测试
, S3 {# _) B$ Z. {) o* d+ e
8 Q# y+ H  {% X: i# H7 a, t! z: bDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
' g9 W" m" N# p2 V* d: ^+ O2 D
1 U" T. B6 Z/ m5 P

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

. ]  V9 z% y- Y' n: b: H

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

/ Y) |) u6 ~3 k8 o* a, W% n

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

* {. V! r8 o9 M* G测试条件：

4 X1 J2 Z4 |) e) t输入：230VAC50Hz；
! ~/ I2 ^- }/ ~. U2 h" o0 o7 ?输出电流：2.1A；
! A# A! U; F% `  {5 `" o负载类型：电阻；
/ ^( `* c  ?& P( v$ b限值标准参考：EN55013、EN55022B
* q) S# M( x+ I. b. ~
' w) K6 a2 k! v

传导L 线测试PK+AV

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传导N 线测试PK+AV

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辐射测试PK+AV