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

/ g+ S) S; h- \$ M7 a/ j
, y* }7 ~" g; f2 f& h/ A8 p文章概述
* \3 Y9 }" }9 |; U+ @3 L
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。

1 W2 f" M( h/ n1、样机介绍

% L; f7 Q0 [/ g  h% J- t( s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。
+ u* o9 V7 l$ h7 q
" d8 [8 {& G2 X0 X) J& g

CR5244_12V1A 工程样机示意图

CR5244 芯片
5 }' y( z5 V' d; S
/ P3 \' a- g! R- J6 T" I8 T4 V% {. SCR5244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。
# t. _4 _6 W0 }7 o9 G: {( x/ l
6 A! `5 G9 R) N特性

● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
9 M; u% M: _8 n( Z* ?. N; w● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
, Q2 z$ P6 s6 j; }' \; r" q1 ]● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
. R# k2 I1 N7 k+ ?● 全电压输入范围，待机功耗：< 100mW；
) U+ c$ a1 _# S* e! W3 Y) A% V8 h● 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；
$ P  E1 S- a7 D2 G: {& X' @* a● 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。

. i# b& X9 \7 N$ j5 S' J, ], Z基本应用
/ t: H9 ?: f: [9 ?6 \$ e2 ^9 C
7 o) h" m/ R( L0 m$ r( ^3 R● 电源适配器
, ]7 [9 s$ k/ P) X
● 开放式电源
( p2 Y+ l, V. k3 J
● 数码相机和摄像机电源

+ A4 V4 _! r8 j) U● 电脑和服务器辅助电源
& {/ Z/ r9 P4 h$ [. [
5 H6 C! N7 d% N3 r) P● 机顶盒电源

! U) p# T* L/ Q+ |● 掌上电脑电源

9 u& n" B) A% C, A& _引脚分布
3 u7 ]( ]2 D/ [8 M. g8 |
1 ^% i; [) g' P6 Y4 K) p

引脚描述
7 H% Z$ x  M4 V+ s

; N% X7 C% o! E# T+ f' A! k典型应用
) d" }. Z$ g/ A7 k

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。
# ]  m/ a6 M. O5 p
* d: t: Z" y# p$ y2 Z( z5 `, L2、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。

% Y* I; r' i5 \$ I. a2.1、输入特性：
' c; X3 }; N5 t: M% y

# }# f, G; U4 X" J2 a2.2、输出特性：

# ?; z! k% f1 V& b2.3、整机参数：
& D9 ^5 o) d/ B+ F

, j5 Y! j* }% G) a! J2.4、保护功能测试：
! p9 i% G; a5 {* D0 Q

$ y% h/ k$ u, l  o4 _8 j) O2.5、工作环境：

9 |; @7 N7 J7 v2.6、测试仪器
! r4 i. x* N9 f) t1 S, c

6 t6 w% h: F! a0 U( |$ K+ U3、样机结构信息

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。

# V: |  q3 I3 x$ v  N3.1、电路原理图及PCB 版图：

（1）原理图：
! m7 ^8 l- n; s5 h+ N: \) E. t; H& c

（2）PCB 版图：

% q; b& H1 r6 U% G$ Q/ l/ |1 O

3 X$ m/ v/ ^' g2 q2 h4 `) c

" e4 S6 i& i2 q* [3.2、变压器绕制工艺：
2 }' N/ l6 T& m/ }6 e
# c* u/ O( }& i（1）电路示意图：
9 W8 z+ [% `* O6 i: S7 e
8 M4 ?# \) H. I1 O" ^" F; ~

（2）规格参数：

5 B) U  K! n( h3 `1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
, ~9 x. \9 a. d, y% a2）材质：TDK PC40 或同等材质；
! [% R" s  K+ M6 P3）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
1 y7 j* _* w/ X6 Y1 Y6）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）)
% t. H0 k( m3 s" P8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
6 W0 c5 T" ?( y; R
# w" n) i8 d( P' T; F（3）变压器参数：
) Y- N7 C' s6 d9 F

! q! X0 g- j9 S2 j; d+ \（4）变压器结构图：

% g2 G" y. O) l

) q  L3 ]( r. A' ]( M8 }: [3.3、元器件清单：

, ?# Q$ R) Z  K4 m$ Z) I! Q7 i" R# R4、性能测评
: y* _. k5 S; T
) E5 @' Q& ?/ w# w& l" m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。

1 F0 \; o4 w* v" U  K) d4.1、输入特性：

; F( H: o: O7 @* i% d7 V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。

% n, s! _& F2 |表1 、无负载待机功耗(无假负载):
/ D9 t! W5 t  W5 V8 x

, L2 o, }, M/ i. X表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

$ J( a. R3 g8 c+ g/ F; N: c+ E" ]表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:
0 @0 H+ i/ ?! F

. ?9 z- A6 ?, k! o, A" M& V表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:
& H% e% w8 c# i

4.2、输出特性：

& o1 [. u3 f( W2 Q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 \& W" Q3 n5 \3 Q7 U; m表4 线性调整率和负载调整率:
5 g6 m6 H8 e, j

4.2.2、输出电压纹波：
% G, I# Y$ Z' H  R& E1 p2 X
4 ^: X) h) N& Z( x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。
$ e& b6 _) N" e, `( M& h/ f
+ \6 v$ Q% T( A7 K* ^) L表5 电压纹波测试
# j- q- d( k! f1 `9 Q% }

* X% O/ R( G+ G' _* _3 F纹波噪声波形图：
7 L( w3 ^; f# _+ O6 p0 F  {
$ K& [" w+ I1 p: b) p$ f4 S4 {5 u

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

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

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

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

+ z' v* z9 w9 I" e/ m4.3、保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。
; P" P: ~- v4 E0 L- T
7 t0 b7 L8 S) T5 A% X, X. _! r4.3.1 过流保护：

/ b3 `' l# V1 D. t7 P: V! G4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A

5、其它重要波形测试
/ N( U4 J& C( ?5 t- M) W
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

2 |7 g# V* @  D  i. V6 |

AC230/50Hz，100% load

$ M; i* ~0 ]1 P4 M! Z

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

" X* B" j7 g( L* k

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

, V* ]& w* q' F. P% j  `- E9 N6、EMI 评估测试

测试条件：

输入：230VAC 50Hz ；
输出电流：1A ；
负载类型：电阻；
3 W1 p0 J4 f( P! B* P限值标准参考：EN55013、EN55022B。
. Z( {( ?* v/ Q6 B& V9 M

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV