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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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、样机介绍
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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

CR5244 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。

7 D' j4 e. g9 {: Z' G% }& h特性
3 P9 }+ b* l6 `; Q
● 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；
4 I; y9 T: L, D- O+ G' c% Z! O● 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；
5 ]* }+ Y: J$ ^& h! n4 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。
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基本应用
  w1 A( y1 W) v$ z
' \- r/ F6 n* Y5 O9 ^9 G● 电源适配器
3 t5 W0 `+ o2 V& `: n9 W
● 开放式电源
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● 数码相机和摄像机电源
/ |1 H6 H6 ]1 E1 n
  J6 h2 S- Y4 G, X& ]. L● 电脑和服务器辅助电源
4 K' U9 P" M! G5 i
● 机顶盒电源

● 掌上电脑电源
- u( \8 F' Q/ K& }
引脚分布

7 r1 I3 d% n! A) L8 _1 {+ y引脚描述
  E+ W8 z9 T% ?% G( g. [$ F

: {# d# x$ y5 ?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。
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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

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。
" ]6 D3 f7 }- i- M9 w/ t+ U# O+ S
2.1、输入特性：
& Y3 O- U6 n& E7 b% l1 r

2.2、输出特性：

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
- c7 h, f6 g( p4 _$ n1 g: d

' z+ y) t/ V9 A3 e6 u7 }2.5、工作环境：

' q3 t" P9 Y6 a! ~/ o7 P2.6、测试仪器
5 K# p1 [' n7 e# n2 x

0 p9 C$ A( v" B. _3、样机结构信息
5 K7 ~+ O8 k5 Q4 O. c& w& |2 N4 n0 U
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。
4 x( U5 [# Z+ U7 t
# o2 U8 ]) r: E3 J2 e6 b3.1、电路原理图及PCB 版图：

! ]0 B; B6 P' q: R（1）原理图：

（2）PCB 版图：
  p8 J. h  d8 Q* N) Y
% S2 [8 u" L  Z* q/ U; ^5 P

! U- A- T0 [  w" V5 c, S

3.2、变压器绕制工艺：

（1）电路示意图：

1 @9 {# N: P5 O; M/ e: E% z8 u（2）规格参数：

! p, [! h, z% V1 S( G6 O  X1）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
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）；
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
. j7 H) m, f! A* P. P" b- U& m9）成品要求:浸凡立水
# U5 ^/ A5 w7 H4 C
/ M! m" c/ W4 X9 B" I/ Y4 O! o（3）变压器参数：
. r/ q: l& @) d% f

（4）变压器结构图：
- f  V/ q" W* y0 Z. n' Y
# O0 H6 x) I) z$ b( D8 @  }0 c

3.3、元器件清单：

0 c. T8 T7 W( w& w/ `4、性能测评
6 X" Z8 W1 r" n0 J7 q) I
2 z& }1 g& a9 w) b! F9 L' y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。
/ m/ t9 R) N0 q! b5 r4 I- H
$ O  X3 F$ W: W4.1、输入特性：
  `  u+ z6 j7 f3 l/ Z4 |
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。
5 A* x$ H% A/ I9 `/ F
- O7 N" G2 p+ w8 t; W表1 、无负载待机功耗(无假负载):
3 f0 B- k; \! `% }

表2、输出带20AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

# Q7 Z& B" F1 G6 I7 l/ r6 r表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:
" l3 w2 F! L; {1 z2 N9 _) D. \! C

表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:

2 S$ V; d4 S& b+ C8 W8 ]4.2、输出特性：
6 h- `7 Y7 \) }2 X) s* E! Y
7 ?* E6 \# Y# E4 A  Z' |! b- `注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；
  q' Y. h1 d1 S  i1 D
4.1.2 线性调整率和负载调整率：

2 l! Y! s: y3 K3 Y- M: ~& V表4 线性调整率和负载调整率:

* {9 k2 {) A7 y" G+ Y4.2.2、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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表5 电压纹波测试

9 W; @* e8 E" N% ]纹波噪声波形图：

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

' T! J; E/ E; |# a

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

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

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

( A& k6 ]4 _: O3 m0 {' i5 o4.3、保护功能：

/ X: p+ q! u9 O& Z' c5 C以下涉及过流保护、短路保护的测试。
7 B* l  x! c% v8 W; i( z
4.3.1 过流保护：
( }- h6 J$ U* a. V9 o

5 d3 N2 X8 b0 P$ f9 c4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A

5、其它重要波形测试

' }  Q4 l" `8 @DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

9 [5 c2 L' v5 t% ?

AC230/50Hz，100% load

- d% m1 B- h. h. H! K- g

AC264/50Hz，100% load

8 U' g* f) F! `4 d& }

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
. m- G0 `" o0 k5 ]: X. Q6 n
测试条件：

7 L* ]0 M2 v; o3 q: c& d输入：230VAC 50Hz ；
# M/ |* ^$ M2 Q. w, ~! D输出电流：1A ；
负载类型：电阻；
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

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