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

* l# N' N8 v( ?& B文章概述
3 I( ^2 D4 c  O& r8 ?5 Z% N
" e( l" e/ e* o# G! a7 c6 {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。
3 f( |% D$ W. c/ X( _
8 u# {- n3 {$ o1 `& g5 L. R, J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。
& u# b: k' W! p/ i" ?+ s4 D
6 k1 d! z+ a: K& j) X5 o) k1、样机介绍

/ S0 m) R# M8 n  O# V: Z3 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。

4 }. E0 f1 q$ k. j- o

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CR5244_12V1A 工程样机示意图

& n6 {& K) C4 {! Y4 ^: p4 ?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。
! r' ?: C: J8 c+ W6 [1 z; O. V
特性

' S+ ~5 J& w' N9 l3 K- b● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
# h  t9 g4 F! q* E" Z● 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；
9 `! ~2 w$ h' L" v& ^● 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；
● 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。
' M! C! O- u1 j- h" m
基本应用

● 电源适配器

● 开放式电源

● 数码相机和摄像机电源

. m  n9 q' L& X3 K- d● 电脑和服务器辅助电源

● 机顶盒电源
: W/ [  b, k' L+ t  P; d  Z* J
● 掌上电脑电源

引脚分布

6 D7 i* r8 t4 T

! A# V& F7 Z- w1 q3 ^+ H引脚描述
+ r9 B2 [2 q; M9 R1 o
( ^. ~* d+ R: Q, I7 s

. s$ V; m" L% {& F& F. O5 z典型应用

: ]& g5 D- E. b

* R% q. r+ c$ K* l, M: d5 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。
+ C& r3 `. r; m5 [. R5 k
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。
" g$ X* G3 v. e! B4 Z* m
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。
6 t* G/ r! e- V. c
! X+ J3 `5 G+ C6 R6 j2.1、输入特性：
$ M. q# \8 w( y/ I& |/ C

2.2、输出特性：
6 O) M/ T2 C) v# Z8 m2 Z+ u5 x! l

- T- @( }0 B( e/ ]: n2.3、整机参数：
1 O! i6 W- ]% R1 P

4 N/ L5 ~2 l% L! B2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

2.6、测试仪器
  W4 C0 f6 e7 g* e* I- I

3、样机结构信息
( U  i+ D( V. A, [/ V* o- N
6 M0 @5 d3 z% \4 i8 x4 O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。

0 G3 t' f2 X  |( R0 ]! L3.1、电路原理图及PCB 版图：

. Z' a/ `" n7 B1 T（1）原理图：

（2）PCB 版图：

3 E! `& H: }  {. j* ?, B" i

+ ]: A; \& g% M8 p' g0 K

3.2、变压器绕制工艺：
3 j* B( c, l, I. T; F
（1）电路示意图：
1 c* ]1 ^& v+ m9 ~; A

（2）规格参数：
* j/ m5 n" H7 R7 c4 S( Q0 a
1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
0 ^% x7 ^$ _0 C# E; t& X2）材质：TDK PC40 或同等材质；
1 i/ h5 a0 d* s2 x. S6 P3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
. e( n2 @; l- ^9 K/ F9 C- h( P" b5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
/ y' q" Z/ v- x1 H# y2 f6）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）)
, g  F7 V3 }' |7 q8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
1 {7 L. V6 P9 A6 ?" S2 ?9）成品要求:浸凡立水
7 [" Q+ Q7 S  d* r! G
（3）变压器参数：
1 m9 H3 o& Z. _/ ^4 I7 y

（4）变压器结构图：
, x5 J; V8 U% a8 T0 H2 i; D

3.3、元器件清单：
' U; r3 D9 A5 C1 ^8 ~; {3 r

4、性能测评
. R7 k) N1 O: ]* p+ o. Q
- b; S" D$ o" A( ]- A  }+ e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。

. ]! S0 B9 X/ M2 e! t, j9 _8 Y4.1、输入特性：
! `" ^. _" r& X
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。
3 p$ i0 i: {; ^& ^9 D
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
2 {; g+ u2 m3 \+ ^: B' p8 |# W, S

表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

4 F4 Y0 S) y. G+ e& K: S表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:

表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
) v2 ]* ]9 c: k: f/ a, k5 b. r

5 e* }+ E+ S" l" u& `4.2、输出特性：
) R2 X/ L" M6 r. I; Z# C. T4 h
" w% s. x8 e7 j注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；
8 h4 x" }! x$ S4 r, r$ Y# ^' O
( J, [. B2 y/ A1 c0 |) T4.1.2 线性调整率和负载调整率：

' N% v5 T) Q$ S+ a. r3 a表4 线性调整率和负载调整率:
( J! _- a) N$ v9 Y3 ~

4.2.2、输出电压纹波：
1 F3 O* `4 G' G+ j1 N% h& A- h
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 B. \  T' x  B" ~# e2 u
0 J, c# k4 g/ V. _表5 电压纹波测试

5 V8 {& _* W% u9 w) b5 {, R纹波噪声波形图：

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

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

8 [' x$ u' O1 r) d( J% y' d5 R

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

! z- e. Q# Y2 C8 B

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

9 ^6 U8 {) `2 ^0 p4 S" S# m5 ?4.3、保护功能：
& x& X9 i2 y4 o6 |
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：
' D! J# u( P& w! J

$ {7 U! \! d) ?8 B% J; G0 g  D7 q4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A

5、其它重要波形测试

  d3 g+ B4 I9 a6 ^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

) Q/ I0 Z: u. J2 O

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

! i- U, R; ^4 k' d0 i5 J* X* J

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

6、EMI 评估测试
" @7 s0 j- r! m( ]" J
测试条件：
8 W% P5 l) \5 X
6 x& s2 b0 Q( L) a4 S& S9 I! r输入：230VAC 50Hz ；
输出电流：1A ；
! w+ \) y7 t  Q4 b! D9 s6 D" o负载类型：电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
. q- x( ?4 d, X; i& b+ o
. m7 S! R$ O1 s: ?* x

传导L 线测试PK+AV

( l& u- q4 C. Z( Y0 d, c8 ~: U

传导N 线测试PK+AV

( }) E" o7 `: G; P2 l

辐射测试PK+AV