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

6 ]) p$ d; k" U$ |8 {; Q- }2 A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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3 G" [4 [5 e# B; T, G  P1 ^5 {6 D1、样机介绍

( S5 B5 |. Q8 w. c8 v8 D' k+ F. g1 Q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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CR5244_12V1A 工程样机示意图

CR5244 芯片
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# o  f" N/ J' Z0 U2 D+ 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。
) Q" @& P0 V9 m
8 o. U3 S# ^$ i' W特性

+ A7 k, ^4 U. l' j. a● 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；
" Q6 R2 |- f  R( }4 z% b: S7 L● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
+ n8 f: d! y. Z' F9 X● 全电压输入范围，待机功耗：< 100mW；
: P& o7 n7 g( o● 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”
4 @0 x! S$ C& g1 y9 X" P● 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。

+ e' s' w# V* Y. z* D基本应用

● 电源适配器

● 开放式电源
' J/ P) c% z8 V8 f( Z
7 a) X% e/ y1 K( E2 G# X* Q● 数码相机和摄像机电源
; Z4 a, f  u4 F! N; B4 U- z
0 |7 E; D& ~" j/ a8 T( T! n4 s1 x9 Q● 电脑和服务器辅助电源

● 机顶盒电源

● 掌上电脑电源
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引脚分布

8 E  P- o- P! y  L' [! |+ g

引脚描述

典型应用
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& G! _$ n/ z4 }: \4 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。

; O5 |% h" u" m, T; h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。

+ X4 e; H+ K" P- J( v! a8 _6 s2、样机特性
5 c! U, W+ t0 e2 [2 J
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。
7 _1 e0 _+ u, U) X2 l- ?2 Z' V
# a& Y2 z6 o0 q1 J& }2 f2.1、输入特性：
& D& ~: R" T6 n; d% Q

2.2、输出特性：

2.3、整机参数：
) v5 B3 S. H7 p2 C

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
+ c9 A% q! |( Y

. I3 Z" h7 P2 w, h+ x; D2.6、测试仪器

4 H( G0 ?) G) a, Z3、样机结构信息

! r) [% z+ c" [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。

/ b% v7 s) h5 o; V5 R3.1、电路原理图及PCB 版图：

（1）原理图：

（2）PCB 版图：
% C' p. Y/ a2 h" j% a- j) I- k) W  x
4 D/ H0 H% h3 v7 C) J  b/ K0 u  N% ^

# X! ~0 x0 k! m9 v

3.2、变压器绕制工艺：
7 N% s9 b% K0 h& U' T3 s; \! |
（1）电路示意图：
" t6 N: r0 g1 s* F, L

& V: Z; k, R8 N3 f: l: o7 U# r（2）规格参数：

5 J: V6 o3 h3 \  U: P2 i! C1）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
4）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）；
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）)
. c* I& K2 I) T0 |' ^# N: @, L3 V8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

（3）变压器参数：

（4）变压器结构图：

' _4 `, V- r; s' H6 x3.3、元器件清单：

9 d7 \$ d+ q! s# h/ w( n4、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。

4.1、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。

( Y) U3 R; c( v# K2 m3 |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

表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:
+ E1 V3 K5 y) ]+ p  \3 P  w: m

" ^: L. s# {/ G6 N& A" H. Y  \* B表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
" D% ]/ b, s, ^

/ ~  v* Y! o. O. G' \* w. j0 o4.2、输出特性：

注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；
6 ]" U! z" o$ U
4.1.2 线性调整率和负载调整率：
, n' W. D" @+ L' C
表4 线性调整率和负载调整率:
3 h) V4 U( h7 `) {% p% |% k  {9 y

+ K# E  Z, Z$ ^4 z. ?) p4.2.2、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。

表5 电压纹波测试
, k% ^2 [% l6 _9 M* `

纹波噪声波形图：

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

" l& B# x" Y- C1 ]0 s9 N6 l

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

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

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

  T4 W, \! t9 e% V  d) z" A4.3、保护功能：
+ e, j0 G% Z/ K8 t
$ ]5 q4 L7 ~! u, Y% ]以下涉及过流保护、短路保护的测试。
3 D7 l; ^/ N6 h9 h2 l
4.3.1 过流保护：
- ?2 Q. M5 b& @8 l' K

! s% l- ]4 J& `- X+ n4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A
! ~3 l0 H* M. W  d1 m1 f4 ^6 j* J

3 m% x9 W7 S1 G7 R5、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
( J  W' \% j. g& k# r( O* Y

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

/ ~/ ?$ W* R- }2 X1 g: ~

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

* w! P, p' V: F( D9 B: f

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

6、EMI 评估测试
/ a2 w' F/ n( N' H) b. m# N
  P! q+ O0 i. O; {  Z- ]- n测试条件：

  t3 `5 W2 j4 K/ ~: o输入：230VAC 50Hz ；
- w/ a1 s6 _) h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

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传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV

- x9 H- l! t( ]/ s2 `7 H: ?