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

; M# s) r+ V5 r# O2 w. W* x6 k1 t) {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。
: f8 K8 t. A8 M) h& `" p
& ^" j$ h! C( Q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。

1 ^( R; L' N5 r5 V7 L( T- ?5 X1、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12W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR5244。
7 t# Q% U. e. z9 @' O& A0 X5 i

9 y" }3 g8 n& h2 G

CR5244_12V1A 工程样机示意图

. S4 ~* X% O# M1 a! K' d! \- ^CR5244 芯片

1 R  |; O5 j; f8 @/ T  @. T0 XCR5244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。
9 T. ]) u. t" P2 ?; o( g& U8 }5 V
2 x- p  \! _& R8 G7 B, c特性

● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
+ E+ v8 ~: o5 Z* M9 i  S  I● 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；
2 r2 L1 {( _6 F. w. l/ E● 全电压输入范围，待机功耗：< 100mW；
" |3 j: k( a) i2 m● 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”
+ I" `1 w) [- M7 `9 x0 M( E. A3 }● 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。

) V0 l. u# p& P) m基本应用

# ^5 d# {/ \- k" @● 电源适配器
* f. ?/ \2 a& s# n- w/ P: V
● 开放式电源

● 数码相机和摄像机电源

3 x6 P# v5 V7 @5 _7 C● 电脑和服务器辅助电源

9 M( ?* I) G. p% Y● 机顶盒电源
- j3 F8 L# L. ?; r1 i, r+ p7 F
● 掌上电脑电源

3 l3 u; Q  m. e" T3 j) W引脚分布
' V0 Z5 U8 Q8 D: [/ R! ?

引脚描述
! U/ @. P% ]( Z, Q

典型应用
2 ~2 X$ V( O; C% Z
9 W; c; e5 i% T$ G" m* H% J

  k5 `- Q) P  y  U. U8 H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。

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。

* f' u" I0 s1 {* o2、样机特性
8 o6 h0 m& D9 [5 C. _) q
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。
6 }: j) P. K! {2 k0 f2 ^1 B' Q) f
  s, v3 `' K/ _2.1、输入特性：
& N/ O8 J4 t. n3 E+ f( B

2.2、输出特性：

5 C! M/ a$ Y: K* O( {" P2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

5 h+ T, K; G# j, J' |2 x2.5、工作环境：
+ E! B* a6 Z1 N1 N+ {7 ?

2.6、测试仪器

3 b. g) Q1 i4 {6 R# d3、样机结构信息
+ Y; _3 G- f  s) g2 \; c
2 g" U; A7 `9 b  [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。
* ?9 y0 _0 K$ ]$ G/ w/ Z7 `& e
3.1、电路原理图及PCB 版图：

（1）原理图：
+ c/ A5 p$ F0 ~4 Q4 U0 U5 q3 ~

（2）PCB 版图：
0 `7 U4 H# q: U  f+ n
, p" i/ P( _/ z- J( V6 U9 j/ }

" K4 Y' o- M5 ~

3.2、变压器绕制工艺：
. ~$ ?. P. t# c/ x: v) t5 {; {5 g
（1）电路示意图：
2 u7 l7 H. O+ P' m# k. L: O. F
8 I  o- G. @) u# [# s, z' I

' b7 f9 g  T3 `* a9 V3 Z（2）规格参数：

1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
" ?' Z6 n* v/ L# Y* _) z4）次级: 三层绝缘线
5）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）；
1 H6 G* l" y# l0 K1 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）)
5 A! O: Y  p/ u. f# \, u$ f' M8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
3 k* g# |( V6 ^/ h. Z
（3）变压器参数：

* a- |+ ~+ Z5 k+ u+ v( B2 U（4）变压器结构图：

3.3、元器件清单：

4、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。
7 m5 Y, x& j% a5 q/ l
0 W8 D3 ~. z' k5 W4.1、输入特性：
7 E+ G( K3 X; e1 B
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。
& A- Q) \) t6 }3 L; r
& c0 |0 {. H- X表1 、无负载待机功耗(无假负载):

表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
; S. ^/ Q: o! D9 C: W2 _) V

4 M+ y2 E1 }% n* P6 j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:
8 k& V! H, H; A: d8 `. o/ d+ r

( }# l5 ]7 {  N4.2、输出特性：

注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；

. [" c. D$ s! N- M9 y) e0 V4.1.2 线性调整率和负载调整率：
* u2 x. W4 L- I. n3 @
9 W2 w, T. P- ^# ]( `# z表4 线性调整率和负载调整率:

4.2.2、输出电压纹波：
, n4 P! o6 f7 ^3 F8 f
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。

* M' A2 k$ g. _, V- X+ q1 c& @0 f表5 电压纹波测试
* U; _# r! k9 f% z8 S( b5 b

纹波噪声波形图：
3 s) ?9 Q  d/ y& h
! N6 W6 j, u& p* W. R3 p

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

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

6 m7 V3 _( e" I. f, S- f" ]; D

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

( X& ^1 }; w5 b4 K" M; ~% G

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

- B& |- ]! a) w% f3 L6 ^4.3、保护功能：
' j' j* @1 F& ?1 I2 Z
+ j. a- [( d6 I7 _. a3 ]以下涉及过流保护、短路保护的测试。

+ F! y4 Q0 T9 @4.3.1 过流保护：

4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A

5、其它重要波形测试
' G9 h7 l3 E7 I0 k7 {7 M* t
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

7 L; h% ^( e$ j7 Z* Y$ I

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

! |& W6 o7 l2 \& y5 k; j

AC264/50Hz，100% load

: S6 }+ K* s4 f5 R/ l9 {. H* r

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

( Z- ?0 e. s# U6、EMI 评估测试

/ v$ S# G, f9 o1 t: E' c测试条件：
1 [- J% k( q7 U& L" E2 J
输入：230VAC 50Hz ；
. D0 r7 a5 r; n3 u1 @4 ?& I0 _/ N输出电流：1A ；
负载类型：电阻；
2 P% _8 Z- `' }# z- d* ]! f% F限值标准参考：EN55013、EN55022B。
4 e! ]' q% I$ @
7 D; q2 R" [. _5 k; ~/ G* w

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV