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

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文章概述

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。
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  F% c/ _$ D# M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。
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" d( ?5 J# F, Z4 v; b1、样机介绍

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。
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CR5244_12V1A 工程样机示意图

% x! _8 f  E) M( TCR5244 芯片
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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。
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特性
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● 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；
● 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”
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
2 x: B/ ~" P) ]● 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

. m: p+ j  I9 T+ O, P0 E  }7 Z● 电源适配器

● 开放式电源
* T; n. }. _- u# d
- D, H) K1 P& s● 数码相机和摄像机电源

● 电脑和服务器辅助电源
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1 F3 V4 o3 a" r2 C  f, D  S● 机顶盒电源
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6 {9 W$ o8 g6 }● 掌上电脑电源

! f; c2 ?6 @* V6 p; B( m' Q引脚分布

# s4 E) K, l$ R+ X. D引脚描述
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& {. d3 G$ L0 x# g/ Y) h典型应用
# r& L% I9 `( d) k) ^: L: Q

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。
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* m* Q. K. Q5 @9 ?# q6 \; V2、样机特性
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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。

2.1、输入特性：
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9 a. w& `) S& f7 O7 h2.2、输出特性：

1 m: z' s0 {+ J# p7 x0 D2.3、整机参数：
- \" J0 W) @" {

2.4、保护功能测试：
% j9 `% I8 T  B

/ A. k- w) r4 Z0 a  z8 V2.5、工作环境：

2.6、测试仪器

% t2 z8 \: N  f" B/ I# D3、样机结构信息

; w) C' U8 q8 e$ m1 b5 x8 k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。
( C- V$ r9 b, m6 J2 ^6 J
. J! {1 `: m3 _" ^& t' l/ f# f3.1、电路原理图及PCB 版图：
# R7 }: Y7 q8 w) E( f+ H" L
. B0 X. v3 {: r（1）原理图：
1 ~2 g1 `0 B+ e7 U; a" \

（2）PCB 版图：

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4 E+ w* r% |/ H  e# E) k& k

3.2、变压器绕制工艺：

（1）电路示意图：
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& K, ?1 f- Y$ F+ D

（2）规格参数：
8 Z; b$ t0 X+ v) T2 y7 z
& T4 D$ n+ M- k3 V1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
$ \1 z  y, d% n: C) f2 G& l' u# x2）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
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
( T! H! @1 W% V( c( W  J. ^( A6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
0 u0 ^! Q# t  v; f7）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

8 B: i" M- n3 b$ s& P. @7 h（3）变压器参数：
& {: F  W3 Q+ [8 M  @% b

! l$ k7 s( i$ C' ?9 }! Y（4）变压器结构图：

3.3、元器件清单：

+ ?3 N8 Z7 y" A7 e; P; k4、性能测评
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& D9 l- Z& e6 R0 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。
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1 j1 k% K# u: A4.1、输入特性：
- Y5 g/ @# Y; ?( |; `
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。
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  T! a/ W( W2 _: I0 ?2 r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

表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:
. {" L; Z6 ]' p( }& {& w

" R5 j  l9 M/ ^# S% Q; `* u表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:

4.2、输出特性：

注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；
3 j6 X5 e& O) o) F1 n2 Q
9 t* D( R1 H9 _8 L' V; w4.1.2 线性调整率和负载调整率：

表4 线性调整率和负载调整率:
! s9 }$ c: L% {1 G' S

8 }& j. s  [* d2 {+ m3 h4.2.2、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。
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1 F( _4 ^7 ~: r( S表5 电压纹波测试
) e7 U7 e! Q! t8 Q5 U, l! I

% f- r  B  z6 Y纹波噪声波形图：
5 d$ b' Z/ [7 M6 A
. s' I. K% ^& B, {6 f

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

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

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

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

4.3、保护功能：

, ]) f1 S, p  l# D, @0 L以下涉及过流保护、短路保护的测试。
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4.3.1 过流保护：
3 e6 Q4 l9 \' X" F4 @  d

' w; c* {5 k- m8 H/ N. ]4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A
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5、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

) Y2 l, ]# v: `$ u. J3 _

AC115/60Hz，100% load

! i+ b8 k$ h  A- V

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

. }4 b0 `9 \) g6、EMI 评估测试
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" |& v, f) u* {5 Q+ k" y测试条件：

输入：230VAC 50Hz ；
输出电流：1A ；
3 c" ^) q& h$ m* @0 ]负载类型：电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
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传导L 线测试PK+AV

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传导N 线测试PK+AV

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辐射测试PK+AV

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