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

- A- s, l/ O) |; X" U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。

1、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。
% \, O& S- t9 D5 s* s
7 @* ~" [6 I# e" I

, z1 ~/ V. I% W' d* n9 [: ?1 J

CR5244_12V1A 工程样机示意图

CR5244 芯片

% o& ^) f# i+ W4 e8 [4 R/ ?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。

7 Q! N8 |' d" w特性
3 m% @5 y* O# @* ^5 h0 f
! n* a% p  q+ h) p" s- i! Z6 Q● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
7 e$ h  g3 ?- I● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
9 ^" ^7 J( M+ C● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
6 k2 U; O0 B4 [4 ?9 m● 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；
9 {. i  L6 d. B' _# v3 y● 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。

1 g! Y6 f% t6 Q8 X" Z基本应用

. o6 g/ H% t- N! L, k" G, y● 电源适配器

● 开放式电源
$ B  M3 T4 j6 u; B& h
# e. r6 J0 m3 a. B) T3 i● 数码相机和摄像机电源
  H0 U' O% Z# i& v& v
  o9 Q) @; Y% i2 i% ?● 电脑和服务器辅助电源

7 M% w$ ]4 E# E/ ]● 机顶盒电源
4 P! a& E0 d0 G; Z* |( T. X' A( q
& M7 Q) L; r, i# ]● 掌上电脑电源

" s* N; _1 z4 A引脚分布
. N" r% x0 i, J6 }
7 x8 F) |. E( |/ s: d) j

引脚描述

8 t0 k# R4 m1 f  J! Q, j: C

5 y) z6 L$ U7 A- m典型应用

! u' v. K& w& t# @4 y7 q

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。
: G8 J/ w4 I8 d6 p
" Z$ \; F4 W& I+ h/ d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。

4 H* V* B" Q0 G/ D5 a. Z2、样机特性

$ j9 L% ^2 l0 H1 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。
- M$ p. [0 e; a$ E1 h, m6 d' Q
$ m  n# W% ^2 J' @" J, S; X/ k: H: Y2.1、输入特性：

/ L! [& j0 u9 F( J6 T4 @, u! e: O: V2.2、输出特性：

2.3、整机参数：
4 a( W% l8 h" _

2 r4 w5 Z% h: s  ]2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
) o. L6 f" z: {' t

2.6、测试仪器
) `, G# t' v3 W$ W

- z/ p7 j1 f: G+ M; I9 I3、样机结构信息
( h& i: A+ d0 B9 h+ m5 Q& Y; O0 h
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：
; U7 V, e7 K7 ]3 g. `
（1）原理图：
+ b# @8 Z: }% Z

（2）PCB 版图：

+ I2 \5 U6 o  H& Z4 k4 f( i; V4 v

, Q# `3 j& J: \( K+ q# Q

3.2、变压器绕制工艺：
; B$ l1 m' _6 d1 F
/ Q4 o' \0 P6 E% n# c" c（1）电路示意图：
0 m- F9 m9 J& K) L: n% I( e! a, a
3 U' ^3 u  V' e/ |

. l' X, c0 E3 e# [" Q（2）规格参数：
, }9 q; ^, Y  j0 J( H8 x" p" m
$ H1 l& y$ O7 Y. u1）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
$ L5 X8 L! t8 `+ g, P6 B4）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）)
$ ]. F* U; v6 m9 K, _% l8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
: [& x6 X" w* @# |0 t5 i! i9）成品要求:浸凡立水

（3）变压器参数：
! I" ~& w4 ~, y/ X- {4 r! J& p; T' L

% A. A2 z- y5 Q5 L7 e. _（4）变压器结构图：
! T2 S- |- o6 S2 {- e

0 t4 u2 ^: K$ u8 }2 y  t1 z3.3、元器件清单：
: q) R# T+ u; n' w3 K

7 X, O. M. m1 ]0 S9 c4、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。
2 a' @4 m; x( y1 k. ?2 u
6 w- W$ u9 n/ D4.1、输入特性：
* W% q% Z* w/ K$ g
( e' r. i9 U  i2 v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。
, ^' T: I2 Y0 y; t* D1 U9 ?5 N
9 `) f4 g" x$ \8 h表1 、无负载待机功耗(无假负载):
8 u  X( E  E- i! _& x+ q5 Z" ?

表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
- a4 Q% ~! m* u" a. h5 o: W

表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:
  Y* I) `$ Z; F4 w' w

9 H( m7 `+ h4 S& n  S+ Z$ X( Q8 m表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:

4.2、输出特性：
8 k6 k  g; z* T5 j5 X* ~! p& c7 F& ]7 `1 t
9 J. p' R6 p; i6 W注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；
9 M) ?; [9 e0 B
4.1.2 线性调整率和负载调整率：
  C# \6 V# S, F( F7 t
# M* ^% P1 r: J表4 线性调整率和负载调整率:

4.2.2、输出电压纹波：

8 v' o" n  t" a: p- N+ [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。
+ ^( I5 m& ^1 \6 g
表5 电压纹波测试
/ `9 a' H3 R5 |: K4 `8 N" o* R

纹波噪声波形图：
* }' i: A- s9 H7 y  \2 u
- P* ~" V7 a  R! s$ ~( F8 M

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

5 t. n' a: k9 G

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

5 m) M( w4 A* L. n  a7 F+ D

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

  `- V* q' h' V/ U' I2 Q

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

4.3、保护功能：
! ^1 x5 X7 p7 T/ ^9 o+ z
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：

2 e/ S6 E, e, [8 ~8 ]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

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
7 X% o& D/ B' F; s9 s5 i

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

$ d3 T2 r+ v, F* x( s

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

& A4 j. |) v2 E6、EMI 评估测试
# r" ~$ f. _! C$ E* m# W5 }
测试条件：
  c$ F7 C- S% Q' l' |4 \+ a
+ e; G6 L; L, s9 p输入：230VAC 50Hz ；
) O* A: W) }2 t2 f6 C* |. P1 [; N输出电流：1A ；
+ D& l, X5 g0 M负载类型：电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
. E; o9 Y' v  d0 P. L. g' |
/ R: s; o1 e  u1 t! N

传导L 线测试PK+AV

; X" l4 r9 M4 r, W- `* g  V. }3 f/ `

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV