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

0 U' r9 H' W, s! {" W' k% W文章概述

, b7 }, O: O6 y7 o5 m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。
2 o$ z( L( K/ f: w& C  l( N
. S) M$ @2 V( p0 K; f! i1、样机介绍

& y, Q& Q& C3 V  W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。
" s, _9 M, z2 q  A0 {
, X2 F6 u% y3 T7 {. Y

CR5244_12V1A 工程样机示意图

CR5244 芯片

" d' q! \' v) J, m) A! |9 O! _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 J+ m2 R7 q3 g特性

● 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；
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
! B4 W) i7 V% P0 b● 全电压输入范围，待机功耗：< 100mW；
1 E& U& C# C/ |0 }4 O4 {6 {7 @( X" [$ U● 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”
+ Y! Y0 H. r! J' q& l● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
& Z, _" L0 w5 r1 c" ]& 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。

基本应用

● 电源适配器
4 D7 W7 T; I5 Q, g  Z6 ^, t+ r
8 p5 `& n1 q; d9 i7 a# C  I5 ~$ `● 开放式电源
; @3 w! N9 A' a$ M, E
/ ^" }6 n. h" b6 W7 M8 R9 t9 y3 I● 数码相机和摄像机电源

$ H; o2 o0 u& D● 电脑和服务器辅助电源
9 K" {# [; B& @! u
● 机顶盒电源
& S" Z( b& a  ]2 n
● 掌上电脑电源
1 O$ j4 `& e5 c4 v
引脚分布

引脚描述
: q8 N" i0 S' t& e; e9 n

! ~; A8 {1 K( {0 e# p7 R典型应用

# |+ M2 P9 P- e4 f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。
- J) H) i! }- ?& Q. w+ E  V6 z8 i
" d# n7 J9 t3 s4 v' a& Q2 f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 y1 l3 @4 s& z/ x/ A+ o: `2、样机特性

+ j* |" b! O6 n6 l; ^! }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。
" j( a6 B5 k) y7 h% U1 j! M6 L
2.1、输入特性：

2.2、输出特性：
! a% h  S0 g  Z; H# u

" |' D) D5 k  ~- K7 K2.3、整机参数：
' O' l* W: e  \

2.4、保护功能测试：
1 P/ [2 V6 v- R6 y9 z7 ~0 z! a

' ?2 s/ c7 I% m/ X/ L2.5、工作环境：

2.6、测试仪器

3、样机结构信息

( `; @! C" A9 j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。

% Z* s3 }$ C" R# u* F7 M. r3.1、电路原理图及PCB 版图：
& F( w& T0 r/ g- L# Y; C
（1）原理图：
' b  p2 j9 }3 V( m1 I  H9 k

（2）PCB 版图：

3.2、变压器绕制工艺：

0 V: ]) N% @. i7 `# D（1）电路示意图：
! ?% H6 D: ]9 k
, r/ l/ p8 h8 l/ t5 D- D1 m

( E1 ^9 A, m6 t! D（2）规格参数：
- N$ g8 v6 z& Y5 Z
1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3 a7 ~* C2 i+ y4 ?9 m/ N8 E3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
/ J+ }1 j3 y* y0 }' o& M5）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）；
6 ?+ [+ z. C# S" T9 h; ]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）)
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

2 ?% P- ]9 T+ S! F3 @. Y（3）变压器参数：
) \+ r! B# z( y% G$ K9 h

（4）变压器结构图：
( h* [" l6 u8 }; z0 K9 h
8 V: ^( V/ A# A0 c5 x0 T

  ?5 Y; @9 F/ R3 |& @3.3、元器件清单：
  O. s0 L# @( s

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。
' e+ ^& _( }5 M
4.1、输入特性：

! C4 o1 X2 V, G+ _* e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* k& Y; }$ I& z/ ]. K表1 、无负载待机功耗(无假负载):

, X% l. W% Y, ^0 }表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
6 E" C0 s$ p! J, d2 J. d  X0 d

表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:
/ S2 w  Z! A/ H1 E& X; a

表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
3 r5 X; O+ a% u  H. o! Q1 P0 O$ B* c) K

8 g3 n5 X  `9 W) n2 Q: b4.2、输出特性：

. N! E9 O2 U" T0 |. ]# U: r8 `5 Q注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；

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:

4.2.2、输出电压纹波：

3 q6 q5 E' _, P" J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。

) j+ [, \. I8 t$ @+ X表5 电压纹波测试

纹波噪声波形图：

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

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

- j' o9 \, Z* z, }' }$ N) s6 i

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

5 p+ l' f6 y' K5 {8 L( t% {

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

4.3、保护功能：
6 A$ ~9 U6 C1 E1 {% w4 \3 f
$ ]9 M! B+ v1 p1 l* h& s! o以下涉及过流保护、短路保护的测试。

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

6 q8 l% c  }+ z" ]DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
! Y4 N% P, v7 K7 h

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

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

6、EMI 评估测试

" H  b' g. t, m测试条件：
- i" C# Z8 x8 }2 ?$ n8 Z
输入：230VAC 50Hz ；
4 W. i9 k* j& j$ w+ r, r输出电流：1A ；
负载类型：电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。

# |4 V  g1 V/ O. l, }" s* f

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV

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