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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文章概述
; |7 t# X! s) h0 [! X/ D
/ R1 y: d/ I1 H' y; ?# n+ S8 N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。

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。
. h' o3 W! Y# m9 A/ ~6 i* m
" ?# D0 }; m1 r1、样机介绍

) F0 t* [' S  y  F) U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。

% d) O+ r6 G$ {6 ~0 m: g0 v2 a) P

CR5244_12V1A 工程样机示意图

CR5244 芯片

2 |. b4 x( @$ @" u8 |( eCR5244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。
" G- R! W' I' b
; l1 m9 d9 x1 C特性
  n) t3 q0 V) |* q0 G5 _9 I4 b$ `1 V
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
6 e/ L7 `& d: p% ?) Q* K2 r2 V● 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；
* [) n; ?8 E5 u/ U  }- X● 全电压输入范围，待机功耗：< 100mW；
. j" P( U* x/ t7 N+ }1 A! D% l0 u● 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”
$ \3 {  r+ P- {7 V; \) K● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
) {7 @' C3 f7 A, _' B& E3 X  e● 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。
) u+ V# }2 l7 ?! Q
9 k; j4 s) Y& A) q* ]基本应用

. Y2 A# J7 i8 f' E; c● 电源适配器

● 开放式电源

● 数码相机和摄像机电源
  n1 E$ W, f* W' }0 N
2 ^# `1 _3 p  D● 电脑和服务器辅助电源
0 C* n) {! L1 _0 S
● 机顶盒电源
6 B- X& T  S% p. E9 S$ X' F' A
● 掌上电脑电源
, n- D/ a5 C: F
$ z8 d6 r. z9 m3 [引脚分布

! G, [  _* C, D- Z* J5 D- ]引脚描述

) k$ y- d- [" f+ @6 i

典型应用

% d# A: U5 U; N  ^( B: e3 F7 R

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。
. E: P# \- G0 Q0 C# Q
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。

0 v6 ]' w9 s9 ]& t' L5 q2、样机特性
2 J& P( o+ _4 ^* f1 s
& ~* N* x5 w2 W/ S/ {1 T) e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：
- N% x8 y' W+ s

2.2、输出特性：
& ]$ p# ~- m7 r  v- m& X9 M3 Q, K1 V# m

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

, f+ V& ?, h2 O+ `' a" i2 H- F7 ^2.5、工作环境：
% \: ^9 _) W1 m

1 t3 E9 h% d  y8 p1 \2.6、测试仪器

& `' g: V# c; V8 G4 P6 k& b3、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：
8 K" P3 S$ N8 \$ n) K

（2）PCB 版图：
" @5 h; j) D$ {3 F7 _# P
0 Y: Z; @' n8 }% f) T' R2 j5 h0 m

) G. k' ?# \* B

4 w+ P' B2 x: w( _/ `, C

3.2、变压器绕制工艺：
% f6 p. ~# g: S' l8 t' e
$ f# |9 V5 \2 F7 r$ u（1）电路示意图：
. u6 q) J& T* i$ D2 T4 ~8 q
; p& r9 U, X0 x

) s6 [) _8 ]/ N（2）规格参数：
4 V' i) _6 i: t% P
1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
' w( H% ^& z9 A. t, z: |3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
0 D! i  g4 \9 ]" z. I4）次级: 三层绝缘线
* Z  ]/ M4 x3 ]% |9 @) i( [8 n5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
( W- v' [* V/ c" A$ [% D; O6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
/ j% L, |. e5 H' X& y& Q2 Z& |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）)
& u9 h: b5 H+ q% z8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
" N2 f8 A" |' \
（3）变压器参数：

（4）变压器结构图：
) ?3 j8 t4 T3 q0 ~2 o4 d5 o3 K1 h8 C. J
) G& e4 N& p* G

+ g! @& h' F" M* m. t9 }  C3.3、元器件清单：

4、性能测评
( n, z7 b+ X) L
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。
- T, `% b5 V/ s+ x
4.1、输入特性：
  q8 p; g2 r# W# C4 j
. t8 v9 p" b- w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。
# B: o0 W9 \6 [/ h3 W4 n0 D
+ n+ j& M& \) s  C3 e表1 、无负载待机功耗(无假负载):

' S' Q5 A5 V; I9 s4 |% L9 R) ~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:

+ Y. S$ Y- d" U% p0 ^. s  Z表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:

4.2、输出特性：

注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；

4.1.2 线性调整率和负载调整率：
8 b" C  m7 x+ Y0 V
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。
0 \8 s4 ?$ h7 W; C6 x
- o& v2 p* p; U3 ~  \& `表5 电压纹波测试
+ y0 d: z/ c/ e+ b" e, b. @% i

纹波噪声波形图：
6 x' o- ~4 N9 B2 W

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

( T2 \/ I+ X( V5 D

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

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

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

: U% z4 L9 ~& }* Z/ g9 ~4.3、保护功能：
. [* G; |5 V: e! Y: j0 D
+ f9 C# m7 b3 }以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：
  x5 J7 s4 T7 N7 R  S: E

& A5 N0 z# l1 E( G4 P4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A
6 t) y) c6 G, S0 y( P, V

; f2 p" q! g: {! D5、其它重要波形测试
. [4 S" P* J  I6 p3 q
# p% P: M* H  `9 n) QDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
: J0 n0 C, E0 I# r' a6 r

AC90/60Hz，100% Load

! J. g9 A5 s: h; H: ], T, z) e- x, i5 o

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

, ^% Y. |9 T: n9 _) u

AC264/50Hz，100% load

/ G. P' C; [% I8 e5 C

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

6 T4 s0 Q# k+ x4 T7 B$ y5 t

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

  U& v" q5 N2 g7 p2 O6、EMI 评估测试

! f  U& p* r- W2 M( A测试条件：

输入：230VAC 50Hz ；
输出电流：1A ；
, f0 g: |2 b6 Q, z. z负载类型：电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。

" t5 O3 N! T) w$ n5 F% g2 \  w# w/ t

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

) A* n$ I. k7 g% Z& a

辐射测试PK+AV