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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' a! W" ~) r7 ?  Q1 o5 j, T/ ^4 J' g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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. v* e0 P# \* P' }% d6 h( U01、样机介绍
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; O7 f3 _6 P7 [7 j" Q/ p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。

1 L7 v. m/ }( u* O+ M8 L' F# sCR5241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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+ X4 j) r* |" u3 M5 I  P, 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
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● CR5241 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；

4 X1 {8 b, C+ V5 f. X0 X● 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；

, p( k2 q$ K. K- A' U2 p/ B● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；

● 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”

● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
4 T3 q, Q$ u1 u+ m1 }
4 y/ h, e, |1 j● 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

  c7 G$ j7 F* k# H, Y' M( T● 电源适配器
4 c0 q- E* f) Q3 g● 开放式电源
● 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
● 掌上电脑电源

2 {& P# }( Z: U/ [, y6 P, x% v引脚分布

/ a  o7 t5 T3 d0 o/ P- s/ s6 v4 W

引脚描述

典型应用

! ^6 P7 B% w. \% V/ Z  Q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。

0 {) E. l, `* _02、样机特性
2 t* U) K; `; J- t& M; B  n* c
; {: `0 v7 O% E8 M8 d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：
/ L$ ]4 U3 j0 \: l+ x+ r. h1 x

; q, S# x9 o8 s5 g6 _' j- G/ ~% d2.2、输出特性：
2 T* o) w8 A- ?. E" [! a" ?; ]

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

9 `/ W, z7 e5 N& s$ _& F% z2.6、测试仪器
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03、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。

3.1、电路原理图及PCB 版图：

（1）原理图：

（2）PCB 版图：

3 b& p! p8 [1 b+ s

3.2、变压器绕制工艺：
, u- ?5 C& i& Z* L4 M9 v2 D
1）电路示意图：
' a) f) N$ |3 g) N! z
& {6 N" }- B9 b, u* O

（2）规格参数：

5 h6 y: a+ o0 v5 F6 T, l1）骨架：EPC17 立式（5PIN）,Ae＝22.8mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
" \5 N4 u9 D9 C2 ~5 G: R4）次级: 三层绝缘线
+ _6 d7 h- C7 S- p- v5）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）；
. E" f( o8 b9 P" x7）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
5 M7 L- m4 B0 f2 M* x, i4 Q9）成品要求:浸凡立水

* H! @  K9 g, l: ^# {$ T  R0 C! J: F% v4 A(3)、变压器参数：
! ?3 F( P& F- W$ r; K% U& o* A) t
- N" E; G7 ~: x, j

* {9 B# z; ?* Y: q, R5 F) f（4）、变压器结构图：

3.3、元器件清单：
- Z8 L0 d. @; i( S* G
1 S/ B3 D9 }$ h3 |9 A

$ D9 b* k& c- M  M" e) y" @04、性能测评

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' N; j2 p6 y1 F* s; {5 W
: l+ V' W' K. C. H# I# Z; k  C4.1、输入特性：
% s0 Q5 U* |# \
% ^; b- M+ I; [  ]' j/ ?3 p& |- I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。
/ m8 s/ ~0 g, r3 T
' @) I2 b, v- L! `; y: X表1 、无负载待机功耗(无假负载):

0 ?! E9 d* ~0 J, y表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

  T7 j6 {4 b) }
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:

3 ^$ \2 R4 M* G9 x. E) H1 M- g
表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:

4.2、输出特性：
3 F2 L  k6 S0 b8 Y7 _# U
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
$ C1 @  t3 A, v/ e' p: u) M8 C% \
, K: L8 P* p+ Y/ Y4.2.1、线性调整率和负载调整率：

表4 线性调整率和负载调整率:

4.2.2、输出电压纹波：

4 c; V( l) w* k' H# u- S* I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

% _! ^6 n( c2 Z/ ~* ?& d纹波噪声波形图：
. I1 M5 G; y, v& }

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

1 x$ {* _9 S% K- n: [9 w* Q: b

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

7 |- K+ u7 Y" P2 E8 ]# r

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

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

6 v$ Y6 U) T/ F4.3、保护功能：
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以下涉及过流保护、短路保护的测试。

, b: i% F" [, x, O' ^% O# |$ A2 e4.3.1、过流保护：

: b( M0 j. y( f( m- Q# l% f! T# H4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
, C1 G) V0 L0 e$ u/ t5 D* d8 A) d

  l% Y7 F7 ?, N6 |& K05、其它重要波形测试

* N) P2 R$ [8 w* TDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
- W8 [- Z& V! N5 Z( _( M

AC90/60Hz，100% Load

9 O! g) i* Y: s5 |' v% E. m

AC115/60Hz，100% load

6 i* C+ |0 p7 j* f) L; i% c0 ]; C

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

6 G% k0 q$ S' o6 T# [! J06、EMI 评估测试
' P7 T4 H/ K- ^/ y  a0 v
5 p7 c& B& s/ q5 \测试条件：

输入：230VAC50Hz；
; p: R& U2 G2 z; s" w* f3 l& f输出电流：2.1A；
负载类型：电阻；
* J  J$ H% I4 x1 G( E+ Z限值标准参考：EN55013、EN55022B

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

, D4 ^) W0 j7 q" v% r. b1 Z7 X

辐射测试PK+AV