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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+ A/ A- f6 X; I' v7 d文章概述

+ V0 Q2 C# P3 _$ @( V7 ?: r; h5 h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。

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。
3 ~* l3 i+ z& Z2 N: i* U5 U
1、样机介绍

+ z, V* s0 a* P3 |, z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

+ u$ H1 l4 B  LCR5244 芯片
7 ?* R7 u. l* x# c
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。

特性

● 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；
: e( B, B! O. C4 ]● 全电压输入范围，待机功耗：< 100mW；
6 N  p- j; X5 T7 z- m% w3 U● 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”
# T9 I* [7 y6 o* r5 U' H● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
1 u: ?9 I, {% N8 p$ A! w● 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。
+ K' b) e, S' H/ h8 j- e
基本应用

& k* n2 ~: f/ D: t● 电源适配器

+ K7 I: y3 p$ L+ C● 开放式电源
' B9 v5 `# z: t0 N
: ]* ?( V/ q$ `+ ]3 r5 E/ Z● 数码相机和摄像机电源
. N& P! F# M) k+ M5 G1 Z  F
● 电脑和服务器辅助电源

8 N( }4 z, C4 u5 `2 n( ?● 机顶盒电源
% E% |, G$ z  y" r1 N/ ]& o% |
, r+ J; o- g) w2 |● 掌上电脑电源
$ R. b# s3 h( |+ g
2 w8 A. ^+ ?( n( k& a* X0 |引脚分布
' a) c- R9 `1 C

. l( Z  I$ }, K6 K7 d1 A引脚描述
& |( ]1 o# @) y+ i* o5 I& j

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。

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。
, z4 z# E2 m0 t$ ~1 n
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。

  H, }( t( a. D* V/ ~9 Z- i0 \2.1、输入特性：

2.2、输出特性：
. V. R( o% D( s" U0 l1 A

2.3、整机参数：
6 L# a& [9 ?3 y7 }

; d8 H8 r2 ~/ i2 S; r2.4、保护功能测试：

% L! e, G4 |$ q' F  E1 [2.5、工作环境：

2.6、测试仪器
* Z: t7 q  e- K6 {! B

' H7 c3 d5 q$ V3、样机结构信息

8 p4 l1 }! l0 {& 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。

3.1、电路原理图及PCB 版图：
* M/ w$ T: K  r2 A
. R; K$ F" }" F1 J9 n: y, Q（1）原理图：
$ t- U6 I6 N+ [* ]- O

（2）PCB 版图：

9 ^: B9 e7 q4 z

* v) @/ l7 ^: ~3 W- t& f& j3.2、变压器绕制工艺：
1 d) }; d: t1 M9 p3 D
（1）电路示意图：

（2）规格参数：

' B, P- l' F' {( p  P1 G1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
' x' [9 J$ l- k) D3 s2）材质：TDK PC40 或同等材质；
9 ]) z  {" Y3 K1 u$ N0 ^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
6）初级绕组感量Lp：3mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
' l. N! E7 Q. O" f7 K; l7 K, M; s1 R7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
# X# T9 v: {1 F- R8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
% a  L/ n" _, p3 P' W7 B8 x; n
+ `" k9 E/ D; E4 `0 \（3）变压器参数：

（4）变压器结构图：
7 V/ x- s& Q* F( ?2 Z

; O; W; H1 @& Z8 G( t3.3、元器件清单：

9 n$ w" a. `8 `3 r7 B0 o4、性能测评
6 ?* u3 d. v4 G9 F4 n, n) 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：

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。

4 L# Y  V& v; s/ q$ t/ z表1 、无负载待机功耗(无假负载):
" S" G* V* ~# t. u

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:
! y5 e: z! z- G7 U+ p

表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
% r8 t+ @9 g& K

- k7 X# r' b/ _! B4.2、输出特性：

注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；

4.1.2 线性调整率和负载调整率：
7 b) i( z8 h4 k9 _) A9 {% o
/ \) B5 ]. l0 w! t5 y2 p表4 线性调整率和负载调整率:
3 T& v% m8 j/ x6 H" _0 |. S6 j" E+ w  v

4.2.2、输出电压纹波：

/ g: d, l. H4 i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

1 d+ Y/ s, i- q& U纹波噪声波形图：

- E& k! ^+ h# B2 m+ j

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

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

* r# _3 L/ f& W' R$ X2 h9 \/ j

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

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

1 |0 \# u3 P% W0 L2 `0 ^. p8 W4.3、保护功能：
) [" |& ^3 {/ h. b# H4 U
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：
; a  g) c9 C3 Y5 [, ~% R5 G

4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A
6 P. M8 p% x( u& N7 i& X

5、其它重要波形测试
. Z: c) `/ V& u% W, k: o
5 ?/ ^" B8 b/ x5 x, O6 R( lDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

  {" {+ b$ E" N, i) E( u

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

2 a+ }. y( H- i1 S- Q

AC264/50Hz，100% load

8 ?8 O1 T; [, t8 `) x

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

2 h( R" x& R9 M7 m4 i6、EMI 评估测试
6 t1 L5 ^/ X# A0 H6 j" t: m$ _
测试条件：

输入：230VAC 50Hz ；
! p  z6 g) l3 ~3 H0 ]- y5 A: c" `# a输出电流：1A ；
6 G: F9 i6 Q8 }  i, v, \$ A负载类型：电阻；
  B1 x4 x8 L$ e- n. R* d" w限值标准参考：EN55013、EN55022B。

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV