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; {6 A0 d" B' k. I& O" e
文章概述
8 }8 N9 v: L7 W5 b( X  Z
2 @4 p# |" B! p5 s/ Q9 {5 q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。
# n( y0 p2 h: `$ q; O/ ?; x. W
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。
; o3 d9 e' \1 G! r0 ~8 q7 S& S
* c* r( f# D9 M1、样机介绍

0 W. \. j) ^  }  Q) r. J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 {  H: _5 U+ Q( x1 J9 {7 d

CR5244_12V1A 工程样机示意图

" s. R2 k! C% \" E8 ]CR5244 芯片

3 L' S, i- b! Q0 _1 v% \, MCR5244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。
( z8 U% ^8 a, F$ x: y
特性
7 Q% F% M& q8 G: t# @, ~. s
● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
  _6 r2 R- N0 t' F" N) i● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
. o( C1 \" X8 ?" K" k$ M● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
+ ^* ]- R- I5 V● 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”
$ g& j6 Q4 y' d/ K; X- N( 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。

& [* Z+ z0 A9 d; @/ F基本应用
. [: ?6 Q0 ]! X3 y* P. [0 j
% n) K5 s/ |: F4 a" G$ z● 电源适配器
$ o/ N# `# W2 L
4 b; p* w- d2 B/ `5 |; m" J● 开放式电源
! g, d2 g4 w. |4 Q% C1 E7 n4 U
● 数码相机和摄像机电源
9 K8 ]# G  n. e+ l# K
6 [$ v: j( _2 R# @$ V3 Y) v● 电脑和服务器辅助电源

● 机顶盒电源

● 掌上电脑电源

* u$ Q0 C9 G8 b  _引脚分布

7 [1 p8 ]) `" Z1 ]  e引脚描述

* w! S6 e# z5 P% s& C. u- `( G

典型应用
+ ?; ]/ w0 n" h# i
! R$ Z; K" m- Y  E5 n

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。
' N1 C+ Q  X7 k0 o- M
. R: N. {# r/ `$ P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。
* x& @* g0 w; e' N# L  [$ r
  }& w$ m0 \$ b; o2、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。

) c% r, m+ ~& e) g. w: }2.1、输入特性：

2.2、输出特性：

( E) ^' \% S0 B; C1 P/ c2.3、整机参数：

$ u; B$ k" i2 g2.4、保护功能测试：

) \+ |% E0 ]9 t$ r: p8 W2.5、工作环境：
6 X( V" Z: I- H& @/ j* A+ s

2.6、测试仪器
8 H0 U3 F3 f) i8 e1 N

1 {2 F8 C8 a5 [8 o  N8 d& O3、样机结构信息
! x3 o  m& d" t0 S, I
4 o( y( Y# _; ^- ?9 i2 m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。
9 K" U& r7 Q9 w# n
3.1、电路原理图及PCB 版图：

（1）原理图：
2 _* w1 j1 Y! s2 J

（2）PCB 版图：

6 n  Q7 D8 a: P3 ~0 ?- F  F

/ z; _" u: c% k3.2、变压器绕制工艺：

' ]+ e0 C9 K: t9 @! k0 N, q7 F（1）电路示意图：
7 j* w1 F- @; H% T5 _2 Y+ {

（2）规格参数：
- q% ?1 q+ [2 T, A( u  a2 `4 \
1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
7 @1 F! A) f+ i; K$ G3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
6 {/ J0 \  M  b# {5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
0 |2 _4 \; f+ L8 H# G0 C5 t+ X9 k6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
8 }  b; R9 d+ r$ c2 R4 ^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
) Z+ s7 S1 y( k+ w- E
. w# V7 z* N3 q/ h6 K* V（3）变压器参数：
" _3 u) a; N5 q* P6 u2 R

8 f0 k) v9 G" P3 a, R（4）变压器结构图：

- U" m0 n9 F2 g3.3、元器件清单：
0 f1 ^- \& U, K; L

4、性能测评
# b" m2 z4 u5 B" o6 M+ Z6 X
$ a6 v# F" o% G, g/ J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。

4.1、输入特性：
0 z# i3 ~( V- W* n, k
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。

. g/ \! ]+ Z. m1 S7 ~( ]4 {表1 、无负载待机功耗(无假负载):
0 K( N) u& s( H! I/ y

. a, Q- p- U: O" ?# h8 A( d( x表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
) i+ V/ r8 D/ ?" ]5 B( e

' T; T4 E( `, z# c7 ~3 ~0 U表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:
, u2 E7 N# R1 t' n

表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
6 p/ |5 K8 C  L' v, j

8 c  ]9 m7 x3 R4 @4.2、输出特性：

4 \" x; Q% E2 E, ~注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；
) ~4 P* G9 k/ P
' E% m% `2 g  T  S2 }0 x4.1.2 线性调整率和负载调整率：
/ P2 m8 A5 c* u! C
表4 线性调整率和负载调整率:
$ D: S/ _( H1 M/ v- u2 R7 O

4.2.2、输出电压纹波：
. X  e% S9 D0 j2 q" [  h$ M
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。

表5 电压纹波测试

纹波噪声波形图：
* M# _& L' A" N% p2 Z' I0 q
& w5 I2 f; _: W7 M1 @& }

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

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

1 Q0 }7 z. A& X  W* d

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

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

4.3、保护功能：
  @) W8 B# w7 H7 ^4 f/ M- j7 \5 S* a
' F2 c7 q6 C: x! C/ g以下涉及过流保护、短路保护的测试。

1 j- o7 v7 t( B* q4.3.1 过流保护：
- ^+ M- `& l0 g6 D0 E: O  u

4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A

8 h$ R% C% z9 i* f5、其它重要波形测试

( M6 ~0 i- }) b5 _5 EDRAIN（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

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

) }" o; L$ t! W( i8 s

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

# U2 v( ]* t! X: h* l- r6、EMI 评估测试

测试条件：
4 j# ]$ {+ c# g$ j# M) b. b
输入：230VAC 50Hz ；
输出电流：1A ；
负载类型：电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
$ E8 ~  o% D/ D5 R/ ]
) P; H; Q2 L" v& U) q

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

0 b" l( V+ c- [* Q2 o: r4 ]* K0 g- z

辐射测试PK+AV

6 f8 W+ F: Q: Z7 W" w& P