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

* P  w' X- L) F8 m! }2 w2 p+ s5 @
8 R1 s( T2 r9 N2 c9 J% v文章概述
; S& A  `8 \1 _' r  l8 {
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。
7 f8 c6 |0 g: w$ G
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。

, F4 s; K: l' ]9 [8 P1、样机介绍
, }; M' \; ~& t
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。
3 T( Z! S8 h; h
" t- \' A6 n% A+ l* X* z

CR5244_12V1A 工程样机示意图

CR5244 芯片

2 y4 n2 B! _9 L: VCR5244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 d. g( W% X% w2 Y" c( P) y
特性
  Q+ N4 H- `8 m& V8 q
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
( M4 ^) J( X  s; w● 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；
$ n' D4 C; O. _/ q  E● 全电压输入范围，待机功耗：< 100mW；
5 s2 i; Z: K$ X+ Y● 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；
' ]* A: A' ~6 ^8 q● 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。
* t6 A! G/ A) |& W0 X/ R/ ]' M. _
6 ]4 b8 o8 O& c* t" _% T4 Y基本应用

+ P8 U! I0 V) N2 d; z+ d● 电源适配器
1 z6 J; X- P* ~/ p' ~9 T2 x; x
● 开放式电源

7 f, S% V/ t/ z# Z) i● 数码相机和摄像机电源
2 x2 i/ R/ {7 {- J+ p' j
● 电脑和服务器辅助电源

1 X! E  V/ B; P5 x0 \* O1 d● 机顶盒电源

" q# l# j  @+ J% H7 A* i; Z* M● 掌上电脑电源
) S3 R1 R3 ]! K5 m
引脚分布
" L- h4 H: Q! ?9 a

8 D1 J! J) S! O7 Z# l8 o引脚描述

8 O+ w, B) @2 `$ }# h4 {

典型应用
. K) L) f! ?1 C. V* M7 r0 k! A

! h- B+ h$ X9 Q5 X; B2 Y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。

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。
; A5 a1 W; ~1 j4 C' a0 E
- e) t3 w, C) m- ~0 {; P+ V6 B2、样机特性
- I/ Q3 ]3 @1 B; g, ^# q9 ~6 O3 v
6 w2 F$ t5 [, `7 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 f& N; Y$ T8 {1 w* z# V3 i2.1、输入特性：
: Q; G) ~8 m: t" w- b1 ?7 [3 q

: S) I: b( U8 O: ~7 x" d' R  {% ^2.2、输出特性：
) y7 k- [, V% J3 ?5 Z& i

: m0 l% c' F( l2.3、整机参数：
+ }5 e' U6 ?, V9 j2 P7 }& U

, |0 I) v' \4 v7 R) g4 u2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

3 `0 {; f! h5 N2.6、测试仪器
' L1 `+ W: W( q' R: d

3、样机结构信息
' S- c& d: s* t( X! [, ]
6 C+ X% i% ?1 A0 ~+ z* |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：
$ U! T- Z5 h1 Q) F, N
* x+ h' G( x$ p& a: \（1）原理图：

（2）PCB 版图：

6 z/ c5 h8 Y: E* v1 \" }

. v+ M! r) }, K* E# r! g* D

6 C5 V+ B0 p$ W3 P* t3.2、变压器绕制工艺：
! T; e/ O8 X  j8 W! y- n
& v. L- ^$ U$ @2 L% s7 `（1）电路示意图：
( t$ z, y) ?1 `8 p) ]6 R/ e: f
. X3 b+ K% Z* m& [: z, l, V- w

（2）规格参数：
# Z  x+ }& j9 o" T
0 E5 `$ R( l- A( `6 H3 h1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
4 k$ \$ ~. u7 L2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
4 g- @8 J% b0 S/ V4）次级: 三层绝缘线
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
2 N% y' r- Y: h6）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）)
# b0 y3 }+ `) c1 z# l8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
0 a' m. x$ X8 B% }9）成品要求:浸凡立水

（3）变压器参数：

: Z# L3 h8 h6 \" D# I（4）变压器结构图：
, H3 ]+ ?: ]* u

& I, [- c' |$ @( p- U4 D, ?& g! @3.3、元器件清单：
0 l  \+ ^5 D& g% E9 y  @9 h( y

/ w5 ]- p% f* f! `5 |% e- u. h4、性能测评
1 E$ b! T% C. t
$ H- O* X! [3 j. r7 U1 M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。
: E4 y" z9 s5 T. f
. l: {) S! j7 X4.1、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。
) z2 [* I% Y; \
0 \$ K: U* G: H) @" T% k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

, P- Z1 ]: k  T( w0 U* l9 ?表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:
$ \" E' h# m( }* U; c' [, ^

1 K2 U# J6 n! a6 y# V. J: @, ]' N表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
% c- _5 P3 D- ]& n# {. N

4.2、输出特性：

注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；
8 z9 e3 n$ R' N& T6 e, i
4.1.2 线性调整率和负载调整率：
6 s0 U9 u: f; w  e$ f2 z9 Z3 j& A
. M( b$ \3 A: d表4 线性调整率和负载调整率:

4.2.2、输出电压纹波：
* _$ X, X0 Y6 r! t' E( y1 l. ~7 V
) Z5 e) o( c2 D4 d0 F9 l& @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。
# V: @- _; F2 ?6 _2 K# I
. m: @+ h2 @" J- [( d# Z! u表5 电压纹波测试
4 x: d  ?5 C$ F; \( j* A

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

- Y+ a8 M% {- }

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

4.3、保护功能：
- w5 ^3 p5 w. Z# Z4 u9 u1 A
! N; ~7 _1 X" Q' ?8 ~, ?以下涉及过流保护、短路保护的测试。
7 I& S) n0 L) F( |* W/ Y
2 P; E( I; {" n6 q3 b2 N5 [5 b4.3.1 过流保护：
0 P& W6 Z* D5 |" V7 Q

; @6 n4 s' ?. |) }  K3 C5 f- C4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A
9 g+ i/ U. m( B

5、其它重要波形测试

$ N' [( S" V' }' a+ tDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
9 M  a0 t4 q5 M9 r

AC90/60Hz，100% Load

5 g, C7 D" [/ N# q5 t

AC115/60Hz，100% load

/ _0 x/ }5 f. q2 g) g% T

AC230/50Hz，100% load

& \8 }( J4 \7 x2 {6 E' m

AC264/50Hz，100% load

. ?9 ]) e! f, z' p' o! z

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

1 U7 Y% T( Z+ [/ ?

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

6、EMI 评估测试
( R9 c" M7 V% c( Q* Q& w3 `
测试条件：

7 h$ G. |) ^9 D, S输入：230VAC 50Hz ；
8 S; u* X/ ^" K3 {输出电流：1A ；
负载类型：电阻；
& j$ Q& Y4 I! b; _% T限值标准参考：EN55013、EN55022B。
3 i7 q0 O6 B( F! }+ ]" N! C

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

5 Y/ n5 m4 A  q' Y: S, P0 c

辐射测试PK+AV

) g. j. N$ [) i( E5 Q