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

; J* a# X; z4 [3 L7 r4 @3 Y/ t0 ?文章概述
. V! o: m3 Q. M) H$ G
% Z' ~& V; L0 {5 e- W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。
8 \  n" _1 t3 S/ s, h& R% _
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。
$ }  H4 F, r' D5 n
9 p' V2 P2 N; J* e1 m1、样机介绍
) |0 W0 D9 \: t; g! W5 x- Z& u
  ~2 M+ D; E$ y* x5 j! C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。

* R0 v+ U6 S" |* p4 J2 m8 u( \

CR5244_12V1A 工程样机示意图

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。
7 j$ Q. h" n! o. N0 Q0 \
特性
) ~% M" j: K. e0 V8 c: }
- d, W! Y, v# f" ?● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
2 A7 U+ E, x4 Z* I7 C4 y● 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；
● 全电压输入范围，待机功耗：< 100mW；
! S: P( k  |& U# L( @! X* \8 E3 o; 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”
; B0 B8 |7 X8 `$ J# V" e● 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。
0 V' A9 S- h* s
基本应用
6 ]& A* `; [, g' U$ {8 W
● 电源适配器
* N: _. a4 t: I$ x  W4 x
● 开放式电源

● 数码相机和摄像机电源

- G8 f- o' e0 ^- r/ N● 电脑和服务器辅助电源

● 机顶盒电源

● 掌上电脑电源

引脚分布
  g; f& J% Q0 n
& c5 A  c: T- E% l

1 h) d+ U" B  v  k; `引脚描述
% q4 v4 b, g4 Q8 ~. i% _
( `- ]2 Q0 h( _5 y# w/ Y

& {5 x* y6 {3 w典型应用
7 p& [6 W4 e" \* @+ }

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。
# C6 U7 E( e4 |" u4 l. ~+ k  L
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。

2、样机特性

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。
% p0 q( e( p4 ~1 i0 m3 M3 V
5 v9 ^4 V( h8 k& m5 q0 H6 ], j2.1、输入特性：
* [' p3 D3 ?5 s

( o6 N1 V$ \+ S8 {2.2、输出特性：

# G) |! ~* t& I  i' q- B2 O# k2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
( h* P. U' A9 H2 v

9 k8 i1 e$ P% L) Z/ j( U' R) q2.5、工作环境：

2.6、测试仪器

3、样机结构信息
% u$ F. ]3 Q9 _2 J4 J, \4 T/ ^' m
4 {4 l* Z5 @7 ?$ I' N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：

# l# I$ j) r5 O( f8 t3 E" u+ x（1）原理图：

（2）PCB 版图：
* F5 ~3 Q0 e' H: V
$ i: c+ ]$ O+ ]. s% D

4 b% I' B% t' h5 V6 h

, |  S& [9 T0 H; W3.2、变压器绕制工艺：

5 [9 b  _( s9 y3 f- \8 Z（1）电路示意图：

（2）规格参数：
; y  q. F- \- y) v. z* n8 [2 A& e
& O% j, ~6 M2 S. N% Q1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
' N0 w) u/ J/ q2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
7 w# b; f1 r4 |, ^* d% x4）次级: 三层绝缘线
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
6 {% `9 x8 f/ g% W" z. R/ M6 ^6 p6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
% f- T7 P) @7 |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）)
: L( n; n! E5 T" g, U; q! ^8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
8 E" _9 w% M' `
7 P# Z0 @; d  [9 @（3）变压器参数：

2 p! g! L6 n% Z6 i  c+ {. o6 t+ f（4）变压器结构图：
) Z6 R5 q# T* d( x% t9 i

3.3、元器件清单：

4、性能测评
! K9 I' Z; b2 h
' G) W0 {9 {* O( 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。
8 j6 `# b* z! b! W* A! o
4.1、输入特性：
" R/ G7 N) z1 f5 s% E) z6 V
. c  J* ]& r# a4 W* I9 @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。
7 B. q9 }& m1 h2 z$ k) L) `
  B" {. Q* f2 `8 @; z+ y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
3 J. h! J1 v9 Q+ p. ~9 L

1 E: W# z3 Y4 o3 h$ }表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:
/ H7 I, g8 }" M9 e6 w) T

0 W6 y! S# Z& t" U( l表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
5 i2 d. Y: Z! U" z9 {+ B

: h5 `; v' b/ |4.2、输出特性：
) l$ _  D- n! H* p. d
6 x; o2 G; g8 P注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；
7 T" |8 Z" _2 A6 i
- I9 M0 t! q1 V4.1.2 线性调整率和负载调整率：

" y8 a* k5 N. y表4 线性调整率和负载调整率:
6 ~! C5 D7 N0 I) b7 c

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。
  R$ e6 h) i  v2 R
: s9 A9 ]* t' Q表5 电压纹波测试

纹波噪声波形图：

' l$ O# g9 e  ^! l& {

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：
! z5 A; T0 A# o  ?
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
+ c1 G* n8 N. q
& C% M- z: u- q9 o1 O- K0 G! [: C- T. a4.3.1 过流保护：
# @& o3 r# [! Q4 ]# d

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
& u" k( d9 W9 L! d9 r
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
" C- }" K* o# j. |2 [* I* m7 p

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

& W* K) l! Q) x

AC264/50Hz，100% load

' l, L1 V* m, S5 Z3 U

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

. {3 Y3 s- z6 @7 g9 w7 j6 U# F7 m

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

2 A- P" K0 N$ }+ i6 K* l6、EMI 评估测试
# l  l2 Q  s& t2 U6 ?. t, w2 m
测试条件：

( ^* B$ S+ F; V: U输入：230VAC 50Hz ；
" E/ [9 M. K& R3 s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

传导N 线测试PK+AV

6 j. T1 L5 N: H) M

辐射测试PK+AV

0 {1 ^2 T. X# ^