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

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。
5 X" n  M, L- r0 f, M
1 k( R$ c0 u  c. r) z- W+ X: m9 I% @1、样机介绍
8 T' }5 A9 u# \# N2 s& s
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。
. r" D1 @6 ~: ^; x
! h1 i# \' ~' t; G/ M* W

CR5244_12V1A 工程样机示意图

8 U) O) a7 {/ ?$ [8 @+ ^CR5244 芯片

CR5244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。
1 Z$ u# c7 I" J
  O# H0 ^. p4 t2 J  H6 v1 ^; H/ c特性
' q- f) s" ~6 s9 q/ {
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
: [5 u7 e! w5 C. r● 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；
% i7 V3 b- w, f' M: y● 全电压输入范围，待机功耗：< 100mW；
5 j) k% i% P& }- L3 s1 Q% [3 l. |● 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”
8 P& g0 H/ A7 g' X, w; o● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
* y* e0 D6 {) 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
& d! z2 q2 w  I2 w, K
● 电源适配器
, w! {0 E+ ?0 q: \, Z9 l
● 开放式电源
% w' ?3 U& @# N9 h4 m3 l
● 数码相机和摄像机电源
: ]6 \+ t4 e7 p3 Q
. z  l% C2 A" w7 C5 S● 电脑和服务器辅助电源
9 L/ ^  v& T6 m$ F# e. V
' U  F5 g% k, W● 机顶盒电源
, b7 \- F: e; j. s- V% v
● 掌上电脑电源

$ z  _! W! p6 y7 X, a* X3 }- W引脚分布
3 }- S+ J6 s5 c4 Z0 d

8 d1 N# W- h9 \; I引脚描述
2 \) J5 n0 h) Q* F
4 u  o5 _7 N1 Z

典型应用
2 w' Y1 Y/ D! E( W/ s

" I+ H$ r/ ?. z  Q- Z2 G- \: E, d+ Z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。

" k. w: ^3 s/ f7 K; A7 ]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。
; w# Y7 `) A( O& ?' c6 ]
2、样机特性
, {1 H, u8 Z% M% d# K3 V
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：

2.2、输出特性：

2.3、整机参数：
) m6 H' s7 X0 L8 I

2.4、保护功能测试：
+ A( {: I0 e3 V" ~/ A3 L9 ?

2.5、工作环境：
' Y# i6 p' k8 x/ r+ g- w

% s2 _4 y2 p2 U, m! y2.6、测试仪器
+ E/ J" Z+ \. |  f

3、样机结构信息
  t+ L. B5 r5 }& N- p; o
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。

2 c# F2 b% l" ]/ E3 i& M- H3.1、电路原理图及PCB 版图：
; H& x% C* f9 ?4 b/ Y+ B
5 X' c1 d6 ^% u( `（1）原理图：
' p, c- _; y% q* W: d2 k

（2）PCB 版图：
' `6 m3 P# m% B$ }4 {
, n6 \5 Q3 c; m% B( X

3.2、变压器绕制工艺：

2 F) U1 J% p+ {6 a3 p（1）电路示意图：
! h1 f7 x  o/ A  ?

% k9 f. K" Q4 c/ q（2）规格参数：

1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
2 J3 N# h8 m4 K; J5 z0 l( x2）材质：TDK PC40 或同等材质；
5 [( R$ g  f  h) f$ U3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
0 {: z! m6 b3 `* U5 K5）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）；
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）)
: Q' i& ^9 W/ q2 Q9 a8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
; f2 B; \7 W  n' {9）成品要求:浸凡立水
9 v: m8 P1 q  C0 d  C, j0 r
（3）变压器参数：
4 a2 E& k2 |- O/ u

; T  |4 t) e. h（4）变压器结构图：

, t9 ~& s/ U+ ~* d% z' s8 H

3.3、元器件清单：
: C# t2 C9 ]% f

4、性能测评
' f6 o/ j) l" Q' 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。
4 C, _+ ?6 p# H4 ]+ I7 J. x4 S6 d
4.1、输入特性：

/ i: ^% k$ Z3 V$ y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。

- U' \7 F7 d6 E" v4 r表1 、无负载待机功耗(无假负载):
$ O2 g% x% v3 m& _% I9 E

# G$ W/ x: B3 _; V0 e4 l- w4 c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:
/ R2 t" I5 K) r* o

) D# e# N/ ]2 Z2 @! S4 @( M: P# l表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:

4.2、输出特性：
* N$ ]4 Z9 Z1 v5 X, ~  z: Y. N8 b
注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；
! A6 J) ~4 N  d  W' w* L, m7 k
4.1.2 线性调整率和负载调整率：

表4 线性调整率和负载调整率:
$ t3 n$ {. a4 h! h/ d. T! `

# f( ]& J* H5 k8 V  g4 h% q" }! S4.2.2、输出电压纹波：
9 m* G6 y& [% V6 ^! a
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。

5 P1 v& d1 {% i$ y表5 电压纹波测试
3 O! H& f7 n8 Q; Q2 M5 k- |; [+ l0 u, A

; `" ]2 c3 U6 G5 m6 N# F7 m0 d! x纹波噪声波形图：
& ]) M% T) ?0 R! w* U9 c

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

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

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

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

4.3、保护功能：
) V2 B/ t9 G$ ~
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

2 g# R$ J/ x- O( t9 {4.3.1 过流保护：
! ]1 d- G: E' a% z/ Z& j2 o4 }, }

$ x( G; B* W+ W& m4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A

( J0 B5 O2 m8 M9 F$ a1 r6 a& m7 c- y5、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
0 Y) n- y: P2 c  g# K

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

# D, q2 k6 U0 J: o

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

  V( \4 E$ C# Q/ j% y- Z8 k2 e+ a

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

( u# [+ F  u  E; ^6、EMI 评估测试
8 y3 I9 [' M4 Y3 E5 `
' y& Y4 ~: h! I测试条件：
6 S+ b2 \8 b4 J1 s* k& y, ]
输入：230VAC 50Hz ；
4 s! f, i( P5 ]9 F输出电流：1A ；
负载类型：电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。

传导L 线测试PK+AV

$ e, V1 {# \8 Q% [

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV

! j; d+ N3 ]% w) D