打造高效率低成本的12V1A电源适配器方案，这颗芯片至关重要

思睿达小妹妹

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$ o. k2 h/ i, |# D文章概述
  B) u7 x% S% a" P
: l4 H7 }1 a8 w, D2 S- q" z/ K本公司主推的CR5244是一款高性能的电流控制型PWM开关，适用于待机功耗<100mW的小功率AC/DC电源适配器、充电器电源，而且它可以完美替代XX2358。
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本文，我们将介绍基于本公司主推的CR5244_12V1A 电源适配器解决方案。
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1、样机介绍
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8 q3 \! b6 r7 Z: L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12W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR5244。
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3 L0 g* V! X( s; K8 o$ B( v5 `% ^  j

CR5244_12V1A 工程样机示意图

CR5244 芯片
5 x3 ?4 n3 H4 T$ u6 S, F
; v0 t% F: B& g6 FCR5244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。CR5244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。
( O7 b+ C' r6 o0 x* F( E
特性

% l* H; m* q5 _! P4 x8 B+ f● CR5244 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；
# r' Z2 ^; D( l* Q6 X9 z) k● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
% M7 A/ u! b2 a- F9 d; h" {% r2 U5 F% z● 全电压输入范围，待机功耗：< 100mW；
● 输出接24AWG 1.5 米，四点平均效率：>84.0%，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；
● 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
4 n+ a1 L, q% [& p* M( V
8 X4 d+ V7 @  h9 x● 电源适配器

● 开放式电源
1 |+ s$ X7 I5 Q, t) P& O
● 数码相机和摄像机电源

8 _, M* M9 T; X; g6 {, o" f; A● 电脑和服务器辅助电源

● 机顶盒电源
# e( i; d7 Y$ O& \
" M3 p+ L( M- n% H$ I$ w) T● 掌上电脑电源
; P; L! T3 G  y. p( b. K
, u9 _. W4 ?: n引脚分布
/ ~2 S- E( D9 |( l
# @+ j+ U4 n/ \

: a+ ?, K) W2 K* p! I/ B8 l6 D引脚描述
. Y6 L4 L5 R) R7 L! a2 F' q+ t4 @
5 U/ {/ i" {$ Z' z: e# @8 ~+ n

典型应用
5 W5 \# j( }- ]8 Z% j5 l

5 x; L- |- [# C" C该样机大小65mm×38mm，AC264V输入待机功耗<100mW，平均效率>84.0%，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。

2 k- P4 X9 y% h3 V4 U/ T6 @1 r7 [样机的变压器，采用了EF20磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
" r# b; }/ Y0 i$ G5 ?$ i/ J
2、样机特性

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。

9 x3 `7 ?* F9 |+ X6 v% z6 j$ @2.1、输入特性：

* R8 u4 u2 u1 x" y: M2.2、输出特性：
* a7 P% N( U' b/ \/ M1 }

; E3 e3 L0 [: n$ S; `2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
& @" _) t$ M; @. t

2 G2 Y, w8 f; g! k3 h: `2.5、工作环境：
/ t2 @/ e* U' f0 R8 P! I

8 g# Z7 m* }8 ~% [, r- S+ R2.6、测试仪器

3、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。
# w+ n' P5 B, x
3.1、电路原理图及PCB 版图：
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# p4 V/ @! u9 R: D（1）原理图：

（2）PCB 版图：

6 [: v6 t- ?( k' S

( g+ w0 [/ s+ h" \

2 D9 i  O& `5 n% c

3 M8 Y9 _! l$ K' u3.2、变压器绕制工艺：

（1）电路示意图：
/ Y4 `" [1 H, [; _2 s6 P

; s2 W9 a. k% \/ L7 k（2）规格参数：
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1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
% Q4 r# N" v0 p+ N! A7 j2）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
/ m; K  ]+ K; n6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
" _7 f+ e! e2 D6 p7）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  D( Z) r. `& x9）成品要求:浸凡立水

, y4 ~0 J5 W" B/ ~9 S（3）变压器参数：
/ N5 @$ t4 [& |# m, V* k

: f6 r9 p" b8 z* ^9 Z7 P' d# \0 J$ y（4）变压器结构图：

0 r" G2 Z  P8 K/ H" v$ h9 m$ h3 T

: Q& i0 \: v' m2 r3.3、元器件清单：
, P; b7 `7 ?( r8 j" `8 E0 J% R9 W

# @6 g, ^0 F5 v9 E) I4、性能测评

: t0 I  `5 P1 Q$ j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。

* {, X4 a1 z8 z# O6 n4.1、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):

0 H' Y5 l- ~4 [3 R# ?8 _' Q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24AWG 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:

. ?. X- q5 r8 r: s8 \% _8 Q4.2、输出特性：
( F7 ~( v' p& o- q% d# N
1 V  e9 g9 {: M) @- _注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；

" y; x' b/ U: Z3 I3 e) L& S6 x' J/ B4.1.2 线性调整率和负载调整率：

, X3 n" e7 K6 `& B' K7 {* r3 B表4 线性调整率和负载调整率:
0 T, D; @- z, L

  Q# h7 ~& e) e9 ~* u8 y; Q4.2.2、输出电压纹波：
1 f$ [$ M9 X$ @5 [
: l# F3 h5 q2 ]9 d6 A" M$ X注：纹波及噪音在24AWG/1.5M 线端测得，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。

3 ~1 s+ W! F6 `& W1 C' |表5 电压纹波测试

纹波噪声波形图：

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

6 _4 i$ d4 e8 y6 R/ W

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

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

5 m9 B+ p1 v3 ]+ ]6 n6 i" {

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

6 A: a3 s6 w% K) N) ?4.3、保护功能：

8 s! M0 E- D, ^; H7 T以下涉及过流保护、短路保护的测试。
  f6 C. J2 C5 o- M( B! _
4.3.1 过流保护：
% G5 e( O3 f8 E. d, E$ r. M

3 C: c+ n# Z% c) n4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A

( s* _" \' h" d6 V5、其它重要波形测试
- p9 C' V" g; O
, U3 n! G  @! R1 |+ K6 k* kDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
4 ^9 r* n$ G$ Z$ W4 E8 c

AC90/60Hz，100% Load

: R. L2 x! s2 z; R+ f, n* A$ t; ?, b

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

" H; D! p& e# ^. E+ ~) ]" l

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

. I; G1 r+ w  [) O8 k6、EMI 评估测试
9 Z/ ~' m, ~+ P2 B. q2 {; c
5 ]5 [, {% W5 [' W, }2 M2 r8 X0 f, I测试条件：

1 v6 m: o; b5 N0 r/ y# a输入：230VAC 50Hz ；
输出电流：1A ；
负载类型：电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
; _8 n0 s3 L- P' o- \' k

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV