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

* ?/ z' A* m/ g3 r
2 F% V9 ?: Z0 m  q3 m, X* w0 Y4 w文章概述
* z" z0 q0 Z* E6 n6 L# E
( W6 H- {9 s5 P/ V. X% F  ~2 r- I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。
+ @& F' g8 m% ]' @2 ]1 Q
$ {4 C; W2 A/ u7 X$ p& V( s' m9 D* d5 X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。

, ]( r. \% L- l1、样机介绍
4 G# I5 R# U; D9 N. ?
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。
  E1 C4 M) @& p4 A3 V6 P
, ~+ m; c, r0 I5 ^2 X

8 D& J1 S  D( U

CR5244_12V1A 工程样机示意图

CR5244 芯片

' t+ L( L! k. t* ?5 y! [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。
( R! x) f$ M5 W0 F6 g' R
2 ^8 b; N. Z, M- {  q5 e特性
! O( Y; F' j1 d" J) k# t% J4 k" w
+ V/ V6 F6 o5 ?9 [3 C9 |● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
; X/ r; y  |" d6 v● 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；
( R" `. r6 X9 A; Z6 D. T● 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”
) i6 B4 y$ _5 p* C  D& k" X; L0 X● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
' K& S/ f- W: ^, F2 e7 q5 Z9 B% U● 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。
' `6 n- j8 S5 u" B
基本应用

1 [8 x# j9 A, r% {4 a- N● 电源适配器
. K+ I4 s" e0 Z( c: Y
. ?! o8 ~: Q2 b) y$ B0 F+ R$ |● 开放式电源

2 J/ a3 |/ a) x6 F● 数码相机和摄像机电源
( _) F8 `+ q( B& g
, L: q; J' A  ?  k( T● 电脑和服务器辅助电源

● 机顶盒电源

4 D/ U1 O3 N1 G9 V- Y● 掌上电脑电源

* {- E8 `3 C6 h% h) y引脚分布
2 S3 U6 ]0 u# z6 E* U

引脚描述
! B% L% w( ^& U7 U+ i

( K/ F- X  ~4 t9 Y5 h5 p典型应用

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。
+ P: r. F- A- v( j5 G- }
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。

* C0 h, l( k$ s% C2、样机特性

, B+ |+ o( l% W/ \2 s9 A; [) o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。

1 u/ d, d' Y  s- O3 l2.1、输入特性：
; J/ Y9 j6 G. P# P

2.2、输出特性：
6 ~0 h6 `  K/ w* q+ s9 u6 A# y: K

9 q( }; V6 Q; u3 o2.3、整机参数：
, ^, t/ b9 a9 [( R

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
, v3 B' p  M4 d1 t8 G2 N( P4 L' `

  V, A5 i7 s/ o# u% E, k! b2.6、测试仪器
+ l% e6 a, v/ A8 S5 J

3、样机结构信息
$ s$ F1 h+ D- q& ?: t# ~
, Q: H# J* @/ n' U! i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：
# x6 U) G# Y9 F1 h4 m. w- l% x
（1）原理图：
8 v+ c* m/ u# H

（2）PCB 版图：

7 K1 z/ {: j( D0 }

, D3 b& V2 A& b/ D

6 p0 L  A: O- X5 B4 s5 W3.2、变压器绕制工艺：

（1）电路示意图：
8 j* {4 y' M7 @& L

（2）规格参数：

1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
% I. r: H5 L, X2 x/ {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
# T9 R% Y& E0 o% r- z7 i! V0 l+ }5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
* R6 }: j. @6 q3 T/ F$ N6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
$ \' `6 I9 q2 v# D# B, i; O  {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）)
) f1 i6 M2 U. u+ L( f& P& h8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
. Y) h, [1 q$ ?& ?4 d/ o
  ]  V7 [. }* F* T/ h2 u（3）变压器参数：
$ R6 s: N# X1 V3 K& g, K! S+ Y4 u

（4）变压器结构图：
( v7 N1 f6 d- c3 q! O# H0 M) O( A: n
* Y$ V/ a4 Z  Q4 W

3.3、元器件清单：

) R/ E3 _7 Q& v* h; ]5 F6 P4、性能测评
, P! V) \' K" \5 i/ T
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。

+ ]: I, l  l, m3 x/ ?1 o5 F: o4.1、输入特性：
9 H3 E+ s4 Y, R  H/ ~7 ]
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。

5 s9 }7 M( \  e& {表1 、无负载待机功耗(无假负载):

% h& J% S2 P1 T% R: u! ~5 \0 K表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

; o9 y$ u0 m) ^' [2 i5 E1 @表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:

$ Y! f' X+ r3 D, H: D表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
: I4 g/ N+ b7 u% Z5 v- q

5 j' Y4 e0 A$ \4.2、输出特性：

+ }; V5 F# K3 [: C- z注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；

1 g# D% Z1 U9 T6 m' M4.1.2 线性调整率和负载调整率：
$ y# ?8 V2 Z& C% c" l/ ]  i- G, Q
2 v7 ?: }+ G, u9 W5 S% b表4 线性调整率和负载调整率:

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。

2 `6 z/ b5 K% W" |表5 电压纹波测试
* L! a' e. D$ r

纹波噪声波形图：

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

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

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

( @2 E7 {% d% p2 f' Y$ i

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

% T% v( D  V& T+ Q4.3、保护功能：

, g  m2 }% y( P; K以下涉及过流保护、短路保护的测试。
7 K0 v0 _+ V2 G
4.3.1 过流保护：
6 B2 O2 N8 ]0 E

; [9 r: {  H) l1 }4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A

+ `; x8 v3 J' ^5、其它重要波形测试
4 S4 T+ x6 |: U7 X5 z4 b
- L4 f7 }* x5 @) u  C! |DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

4 g. ^" q: Q- D$ d& S" {

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

1 X, t" P- c! J4 x6、EMI 评估测试

+ `7 v  z6 ]7 |+ G9 u  c测试条件：
8 y+ l, g% r. |6 X4 f
2 v, l# I/ y8 q- ^3 i0 M输入：230VAC 50Hz ；
+ f9 J/ C/ q( T- H# U- ]输出电流：1A ；
7 H6 g) ]5 y6 f& n5 A负载类型：电阻；
+ W& }6 o) S9 N" l  y& i, D限值标准参考：EN55013、EN55022B。
" b+ Z- J+ S0 `& i' u) }
/ v! a5 e) n0 s8 `4 l% c& m/ G& n

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV