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

文章概述
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# I/ ]0 _0 A7 D$ r" N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。
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1、样机介绍
" c7 Y" f& u$ @0 E* v! b8 A
& h& Q( V, _, }) {3 s1 h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

7 j! q# ^  z+ _8 M, Z; z7 hCR5244 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。

. W3 [6 f* l7 l" Z特性

● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
8 k1 f2 T4 Q1 i● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
- L4 ]7 A* j5 s: m/ n7 x● 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”
5 I& ?% n) e) I● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
6 u1 b% G# r% B. m# C2 g● 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。
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基本应用
  J: ~/ g" {+ J9 P# P3 `1 R$ N# n
9 v$ I5 _6 v! Y● 电源适配器

; G) P% ^* F. D7 A$ f! ^● 开放式电源

+ |$ A0 k: C$ N( d* D: S$ S! U. B● 数码相机和摄像机电源
( {; k6 J# H8 W6 j7 y
1 D% {% N# X. z# ]4 s0 i* J/ {● 电脑和服务器辅助电源

$ s7 u" |/ f% u0 |5 f● 机顶盒电源

* s3 z) }) h! {1 X: Y- P3 O● 掌上电脑电源

7 Z8 s5 f$ i! S3 f引脚分布

9 v5 \/ q" c, _6 H7 [引脚描述
9 h) T" [5 F; e9 H3 b( p' Q

典型应用
+ `9 V1 U# d. q1 x0 P
9 _: g+ W- D! p% {0 ?% V

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。
5 ~: k! ~9 l# e. R- E3 W# r( R
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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2、样机特性

5 m$ C9 S" F- o7 ]1 C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：
* `7 M* X* G" s4 L4 [

2.2、输出特性：
% O$ a, V' c: S2 J+ G# U

6 `6 \$ ~$ o- p5 u' A2.3、整机参数：

  B0 J/ ]7 Y- T5 N6 y: A2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

2.6、测试仪器
$ _2 {0 Y  T, J* }

3、样机结构信息

0 b* R9 B, y$ J' s) q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。
  B. B( d2 A5 h9 h7 T. L- @
& k( V2 d  ~5 o; d: t( n; a3.1、电路原理图及PCB 版图：
6 o1 I  ?: k) V6 Z' t% M( ]/ P
. G: ?# ], N* O2 {0 e（1）原理图：
3 h! [2 ~3 e3 t7 `

（2）PCB 版图：
: U' Z+ c, f; H+ ~% O- |( v

, p& o" i' P& M1 b

$ v$ A$ A# R  p! g. W3.2、变压器绕制工艺：
. }. i5 a" j' o0 Y
$ R% c1 T+ e/ W0 d" w5 `（1）电路示意图：

（2）规格参数：
% X5 B/ n3 m+ M& ~0 B7 o/ G% s
1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
3 n# @1 K% K. \3 E% C2）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
' S1 U% q( y1 u. e; |+ x9 V6）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）)
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
: i" A; K, U8 n, t2 L9）成品要求:浸凡立水

# P( U( }! j: Y9 s（3）变压器参数：
$ ~! r4 _2 B' s, }& Z& O+ u

- C( P' i4 b3 m! [6 k% [( J（4）变压器结构图：
! j) _# K4 ?( B
0 c: q% C( L1 z6 |; z& i+ g

3.3、元器件清单：
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4、性能测评
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( Z2 A7 b- [0 R& P$ 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。
2 l+ E1 T5 R# T: `
4.1、输入特性：

' Z4 u6 t7 @+ k0 s5 v4 h. C2 n+ j, c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。

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
% b4 x$ z* z- j: R5 `

( r/ _( n/ M4 |  ~3 e表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:
/ i4 S2 K' k# R% J5 ]

3 m' |0 {* b% \. M5 F" S* U! H) Y表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:

$ O% Z( R- _% s4.2、输出特性：
" P3 k3 X& `+ Y* y6 C
注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；
1 s0 L; [/ |+ B7 g8 U
4.1.2 线性调整率和负载调整率：

* j5 i- N* U1 F表4 线性调整率和负载调整率:
! W4 M- |7 B# g8 V& J! R" y1 \

4.2.2、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。

! c' j* h. n/ H5 n& K& o表5 电压纹波测试

9 o1 c% I' p2 f+ C0 {纹波噪声波形图：
6 p9 [4 d) ^4 H  H. ?( c% J
; J+ C3 Y, v' s- E

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

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

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

. S! r- p5 Y2 A) E" X, c8 R

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

4.3、保护功能：

$ O: n# V0 {3 A3 x" P* Y2 K以下涉及过流保护、短路保护的测试。
/ g# `. q1 R& e6 u
" B" j. L2 c2 X4.3.1 过流保护：
, y3 Q* [, ]$ o: U: _" u

4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A
& {$ h! f$ @5 J

; |6 F3 k4 Q4 g5、其它重要波形测试

; T: y0 \4 _7 y5 P1 _# }2 \DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
/ ^$ |2 E% V; L5 _3 B. X

AC90/60Hz，100% Load

: z  l8 F* B" M( e$ e0 P, e5 a

AC115/60Hz，100% load

! U0 k% f* h1 N: o" @

AC230/50Hz，100% load

3 n  ?: }: v" G7 z' [

AC264/50Hz，100% load

" T" D# a6 c& [; ]" m: C/ o

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

  g8 |. T7 [8 Q. F/ t6、EMI 评估测试
( h: U0 X* S  A; K! y# j7 @
! L- A$ p- E7 N3 h8 Z7 B* L测试条件：
( m* ]2 K5 H" _
输入：230VAC 50Hz ；
  b8 W) K6 t# V9 Z8 F输出电流：1A ；
$ |# i, f; x( T5 J. R: Q3 J2 @负载类型：电阻；
8 W) h9 q$ a2 w( Q0 p) \1 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