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
) T# M+ y" D. i, y0 E
/ A0 L. s1 }. ]; Y3 J6 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。

1 U: l* j) ]9 b; D* l9 |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。
+ r% `9 }0 P, A2 }, d, }
( U# _, [% ]; I1、样机介绍

% w; D) c# _5 D( x* S5 n- c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。

# Y0 Z0 {& Y. c/ \% j, D

CR5244_12V1A 工程样机示意图

CR5244 芯片

. W; F& u( I5 K: Q# kCR5244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。
: P# D$ `% ~/ O  f# e4 a- Y
特性

! d5 [( B4 R- d  ~3 u, P7 j; ]● CR5244 是采用内置600V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
; ]0 P" o7 P& z4 T# j● 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”
% ?, ?2 L2 `5 B' w3 W  E● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
: Z% F8 C: Y# a; c0 F● 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。

5 T9 B5 T  v8 g, i5 O+ }! i基本应用
0 z) R0 o$ Z9 c; S* Q' p; _
● 电源适配器
6 S2 K0 _  U" \. K5 S- j; L1 W+ \+ E& P
● 开放式电源

) @. T" o5 N5 [/ P& u2 x● 数码相机和摄像机电源

● 电脑和服务器辅助电源
! r+ z; H% _) p$ N, i4 \
0 q' L6 a( S( p, j2 Y2 j% }, ?● 机顶盒电源
, Q+ k( v5 |- a
● 掌上电脑电源

* l& @, `: A1 p3 d8 r7 Y) K+ w引脚分布

引脚描述

( s1 E9 `# N1 Q6 j

典型应用
: w6 h7 X$ B- f2 T; S" ^
2 j' O7 U! W3 V9 _, g/ |' e2 y' Z

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。

3 j) E- _( _/ Z+ j1 c/ V2、样机特性

- J/ [9 U/ h# c* T' C1 n4 Y/ ?, f: x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。
4 V% ]2 t5 l; Z' C3 U
4 H# I1 m, Q* ^! l* l2 [2.1、输入特性：
# {& y2 H) r. |( b$ E. r

2.2、输出特性：

0 T5 Y- m! S5 ?# N( Q2.3、整机参数：

8 c$ ~, }, E& [$ A2.4、保护功能测试：
0 F1 Y+ r8 t  p8 R! t( n

% ?, `* m3 Q' x" K, s6 j2 b+ m2.5、工作环境：

0 e) l; L, V$ X2 P# Y! R2.6、测试仪器
$ S" u+ E: [/ L7 Y5 X: G) ^/ {+ G

3、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。

3.1、电路原理图及PCB 版图：

+ ^! q% r) h- ?- ]4 U# }（1）原理图：

（2）PCB 版图：
2 w0 g  h1 o, G- R  ?. W2 A

7 t6 }+ k: _! C8 n6 x0 b5 j

) P! {! |. J/ w% j6 V& F6 M! K

' i3 q/ _+ i# [3.2、变压器绕制工艺：
  `. ]: X$ T3 n0 z
( [- V4 i$ ]; }9 N( c6 u（1）电路示意图：

4 g6 W% H; u& n' A

（2）规格参数：
7 j) |0 |* |  `/ I/ g$ z
1 j" r/ o- J& }5 ?8 }1）骨架：EF20 卧式（10PIN）,Ae＝33.5mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）初级、反馈、屏蔽: 2UEW 漆包线
! i! B0 V6 b( i" q. [0 H- A5 t4）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）；
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
, U* _. G% Z7 g; [8 H' b& m7 D5 [9）成品要求:浸凡立水

5 F- l6 N* n: `# x% A1 y5 P: d（3）变压器参数：

/ E& O2 d, V/ }- |: s（4）变压器结构图：
* n- T* l  g7 Q" n  d! E9 s* E
9 v* W7 T: Z+ ~4 O8 u% d6 ?

3.3、元器件清单：

4、性能测评

1 I) h4 ?# T: J& 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。

4.1、输入特性：
  q/ C3 J2 b5 _3 S! ?
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。
% B2 d- @' H/ K, a
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
# L) r% R0 C4 Y7 R- j2 e* r9 F

表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
9 T) s9 ^7 s/ s  D

- G* Q7 U$ V1 t; Z( I/ V' e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:

4.2、输出特性：

注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；

- ?: w/ Z/ b* ?& u4.1.2 线性调整率和负载调整率：

表4 线性调整率和负载调整率:
- f7 K" W6 \" `$ G  K

4.2.2、输出电压纹波：

8 ~. T1 P9 ^' J; m" G+ W' V& t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。

& X# l4 E0 u# H4 v6 G表5 电压纹波测试

6 x! ]+ b' U- Q2 P" ?$ U* E) [纹波噪声波形图：
3 f* F0 b* u* H8 _
8 O; z  \5 U  O- L7 \8 {

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

) v, L) E' k* p* B1 Y

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

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

" L3 `; I8 w5 l2 E  R& ~1 Z; o9 Y

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

+ P! s1 ~" p. h3 q4 K* s4.3、保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。
% [& z1 {. d% h; ~
4.3.1 过流保护：
( Z4 v( q  Z' P4 u- ?4 \5 E) L9 _% C6 q

: d" H+ {$ d/ \$ Z9 l& Y& \4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A
* D! \5 n2 h, p  l

# p- u9 g  r2 J; P5、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
. m: V4 \8 M" `

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

1 C0 h7 b3 Y& R7 a9 x; i: \

AC230/50Hz，100% load

6 f8 o5 Q: K& x+ j! t

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

6、EMI 评估测试

测试条件：
! N9 f% U# k7 Q0 @* _  E
输入：230VAC 50Hz ；
6 @$ G" F0 C% W! _! s- h输出电流：1A ；
负载类型：电阻；
: g3 A; b, J) w4 [7 B6 \. M限值标准参考：EN55013、EN55022B。

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

6 J4 i' r" @8 R- [0 B2 d5 _

辐射测试PK+AV

7 b" x+ g" K& J: Y