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

4 t& j, F1 V' e" w9 b" K7 z% B; L; r文章概述

( U9 Q9 ~7 Z1 t8 g4 P' k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。
. a+ h  ~1 S7 E0 [6 b, I
1、样机介绍
. ^7 e7 Y8 r% j% v: I
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。
9 S+ |) c2 M+ q4 }. T1 m

CR5244_12V1A 工程样机示意图

CR5244 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。

) C4 R. o- X4 ~) W* x: A特性
* q& I, O& W$ R+ V
● 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；
( ?3 G2 D  v. {● 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；
● 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。
" H, Y* U$ Z/ l' C; A
基本应用
# ^0 m# k$ g+ k* D, n6 @: t
● 电源适配器
  S* q) x4 R- L3 h9 w
● 开放式电源

. U  u! ~- l; p% y2 |9 q8 @. c! N● 数码相机和摄像机电源

● 电脑和服务器辅助电源

● 机顶盒电源
: {* @, E/ W7 f, F: q
. l& J' j0 a3 C( n- e& H) h7 G● 掌上电脑电源
( W8 c. j* H5 ]7 ~# v
引脚分布
" ]$ P+ T1 w" M! g, U
# `/ J  J+ T, V- B

9 U2 \5 ^# Q0 ?9 e9 ~7 [引脚描述
1 U  U' I' J2 V$ c
  g. i" N6 p0 D6 e6 `7 w: s

  T" ~6 _" e3 M1 V( S, k' d* P典型应用
# }1 r+ b5 V( n$ b: K

. z1 p, |, L8 F2 K5 Q" U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。

% N% Y, J! d# W2、样机特性

; H* k: t$ K& {. l9 r- Y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。

& Z0 A! e9 F/ A; R# `2.1、输入特性：

2.2、输出特性：

8 K$ U3 S" [& T$ i- y& U2.3、整机参数：
$ k) s3 D% V9 p

3 a7 u+ C- C- H% \2.4、保护功能测试：
. d8 x- ~' w( L

2.5、工作环境：

' r) [! W9 Z  L# X2 q6 w* Q2.6、测试仪器

7 W0 z4 D6 n8 k9 t0 y0 M3、样机结构信息

" }/ e* T2 l/ i8 p2 N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 T2 i, P. J0 L
, b$ D+ Y8 F4 n3.1、电路原理图及PCB 版图：

7 b4 V$ c2 i; X/ q（1）原理图：
6 @) n6 r  `2 }. r& D# A

（2）PCB 版图：

5 _& p" B' d1 U- ?) E' p+ Y

3.2、变压器绕制工艺：
# a! l7 p" F, e
) k1 Z2 M5 a/ \0 `/ g/ \（1）电路示意图：
2 g) R8 X* y% r4 c
! c# Q" n" `' a: n. C. m

（2）规格参数：
1 `. M3 q! i4 @( J1 P0 |
$ `. D0 P/ a% ?8 Q( _2 \4 K& r1）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
4 f( [5 h' g) Y6 A' c5）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 c0 c3 ]1 g3 f. M$ m0 |; p3 T7）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
/ n2 C" i# W; h+ {0 p' z0 Z! o9）成品要求:浸凡立水
& @/ Y' ]0 b) ?* Q1 j7 ?
! t, o2 [; }+ Q, R1 p+ s: i（3）变压器参数：

（4）变压器结构图：
: l9 p; t' H- P' Z3 p! R6 L& h5 N) s

9 |3 {; W, C2 t, K3.3、元器件清单：

4、性能测评
1 q9 S! w- |9 P+ \. W2 y
: X1 L, S/ ]" Q$ `  R! F% {. o9 n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：
  |  e& p9 w' c6 O! C
2 }1 ?$ n, z, u: R6 x  _/ d( D1 \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。

. G- ~5 V6 S  v2 s* k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

& H& S4 }* ^% Y. \( p4 u表3、输出外接24AWG 1.5 米线测试的效率特性:

( B5 Z% e9 q, d6 ?3 j表4、电源板PCB 端口测试的效率特性:

4.2、输出特性：

- @& K& J# }& d: H9 \注：以下数据均为外接24AWG 1.5 米线测试；
0 K* e; l8 q7 u+ Z& O7 J- r
4.1.2 线性调整率和负载调整率：
, P. {2 v7 m" T
) C3 X; c! k( i. a+ T表4 线性调整率和负载调整率:

4.2.2、输出电压纹波：

% R/ Y6 q- l8 }9 r5 c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! C0 t) U/ n6 q5 ^
% i# ?. |; @1 ^4 L  g4 x- o表5 电压纹波测试
8 d  }2 a& h8 ]5 H# l! I5 e, {

3 f# b7 k$ p2 c2 k7 _纹波噪声波形图：
$ a" E# m1 s" ^' R- Z
" G  S0 @0 e2 I  C: ^/ {/ ]

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

, g" |) S* e" N7 z  U5 B

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

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

9 ^$ I0 j% e* @+ x* H

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

% \: d7 _5 l+ P9 m; R* D4.3、保护功能：

7 D, Y) D7 a$ `0 K2 O以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：
, X) }2 n4 @2 v

* p0 K* i9 {% M9 D: P8 c, m4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A

5、其它重要波形测试
% l. C& E! l1 w1 b8 t1 O
( ?* N! ]  G9 [5 T3 k' uDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
2 n1 E- T3 ~  X

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

, M: R  l# F3 f3 r

AC264/50Hz，100% load

4 y" g) P, U* a7 {- {* r6 |

AC115/60Hz，100%load 启动时间=2.4S

% X! d- o% Q9 Y5 x+ q

AC264/50Hz，100%load 启动时间=980mS

8 y/ \, l6 `# t% e5 K# P6、EMI 评估测试
) }8 k4 ~& X" g2 H
* D, N7 A2 m# N- `  h& r2 f: ^. I测试条件：

! i- P" V) x* D/ u输入：230VAC 50Hz ；
输出电流：1A ；
负载类型：电阻；
* E/ D* H& u8 X# v限值标准参考：EN55013、EN55022B。

传导L 线测试PK+AV

+ e( }% O. k1 I1 y5 R

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV

# `. H9 T3 L& v4 x5 w' X" s6 [) E9 a& P