外围器件多、电路复杂？一个有效的电源适配器解决方案

思睿达小妹妹

本文，我们将介绍基于本公司主推的CR5244_5V2.4A电源适配器解决方案，就让小编带着大家了解一下吧！

4 n& G7 q& I$ [2 I) u01、样机介绍
+ r( a1 u5 r% o( `
% F: \. ]9 e8 @6 W0 ?  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。

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CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

: q8 X, C. `4 _$ e" _8 o$ iCR5244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。
9 O% l* A6 o* @
4 k: v! `: S; }: d$ t* ]特性：

. p* E% [) X9 t2 Q3 n● 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；
, E6 F3 o# y/ o  K- q5 B0 q
● 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；

0 C5 O3 A# J1 R● 输出接18AWG 1.5米，四点平均效率：>79.94%，满足“能源之星 V2.0- VI 级能效”

' i7 s  `; f2 {1 A! _+ }; I. p8 E● 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。
! o, F7 H4 x3 f
  ?1 g& L! i5 {( ~, G9 Z基本应用
. f# j: F% C% S
; h+ U8 ?8 @8 U电源适配器

, l8 k  ?. R% h% g3 N% C开放式电源

) d* w& A9 l9 `1 Z" ]$ t7 I数码相机和摄像机电源
7 L. ~! R6 f4 ?' N& \3 ?; r9 a
1 Z; Y+ U$ g% [! ?+ L电脑和服务器辅助电源

机顶盒电源
7 q9 T" ~- y) l8 q' t
掌上电脑电源
+ {. s/ J9 H% `9 y
引脚分布
( t" {  t# r+ K$ t, t

引脚描述
+ e, z2 Z  X2 T2 o

  ]3 v4 E8 l/ X' \; r典型应用

该样机大小65mm×38mm，AC264V输入待机功耗<100mW，平均效率>79.94%， 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。
6 |# ?& s7 {9 p3 z. x6 |0 \
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。
( Y( m. z: ^8 F& Q' k
& u8 x! M! T+ t$ r) E  m4 @02、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。

2.1、输入特性
& c8 O0 ~: n7 U* c

2.2、输出特性：

4 `% ~7 f3 n( c# F2.3、整机参数：
2 G) b0 Z9 F" j9 j

5 E+ q/ w: A4 t6 |! O) H" e2.4、保护功能测试：
% V: g- F" u6 [6 L$ |8 Y. z. j

2.5、工作环境：

9 B, d2 S# q% g1 U
) ]& H% s# R- J* s0 `2.6、测试仪器
1 O- |; g6 n4 c2 `

) i/ l3 F! I& ^) @% f: K+ m/ F03、样机结构信息

4 z) s% G  j" w8 a8 k! l1 w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。
0 Y( S% ~& }8 j: [- ^$ L& V8 ~" P
3.1、电路原理图及 PCB 版图：
# m$ \7 x& ]5 l- e3 G
（1）原理图：
/ a7 a- K6 q( w3 K1 c" t

（2）PCB版图

6 ?# V/ x# R3 z. F$ R

3.2、变压器绕制工艺：
5 \/ u  x2 n8 T/ F. [+ L+ v# L: \
（1）电路示意图：
$ j$ F$ u' o$ T3 w4 z4 @

（2）规格参数：
% F/ n# z) v( c* v% N
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
! S# c& C' ]. {# j& e$ b2）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
/ R% {6 }( L+ }) [1 h) r! X5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
6 |( J5 g4 Q" k# J6）初级绕组感量Lp：2.65mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
) r' ]) Y/ L, J7）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
9）成品要求:浸凡立水
5 Q8 p1 y0 N4 @
(3)、变压器参数：
  U: B6 ^* ?! o8 L0 E7 M' T: h

9 ]7 l% N2 n/ ?4 D$ M（4）变压器结构图

0 {. n+ u, a/ g, ~, P9 e3.3、元器件清单：
! ~8 {- C& `* h% i, ^

" z  Q* b" q, }' o; o04、性能测评

2 x: u1 ^# |$ Z5 V; g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。

# k* V/ z1 w7 _  p  p4 T4.1、输入特性：

( f# f# N' p: e+ Z( 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。
, Z' w! m$ X; v( c
表1 、无负载待机功耗（无假负载）：

$ I2 Y4 Q% Y8 ^7 z: y
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性

/ m0 P* R8 N4 A' z, f8 b' d$ ^% Q表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：

+ ~# S: O' }- y; O! _表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
6 Y7 K4 ~) u( ?  R" o$ N7 |

4.2、输出特性：
0 B! ^5 u5 n: p5 X
注：以下数据均为板端测试：
5 i- {- ]7 R5 |  C
$ ~# s! x% \% n; g- i3 L' f2 W' n4.2.1、线性调整率和负载调整率：
4 ~* d% l4 y( Q/ F* }" q0 ~; I
表4、线性调整率和负载调整率
+ s% v; W5 @5 v8 n

4.2.2、输出电压纹波及噪音：

纹波及噪音由直流塞绳端（25AWG/1.5M）测得，此直流塞绳端并联10uF/50V电解电容和0.1uF/50V CBB 电容，示波器带宽限制为 20MHz。
. ^# _& Y; T9 [2 `) y# a
0 y! A. W$ I- \表5、电压纹波测试：

纹波噪声波形图：

4 F& n8 c5 F/ z8 i( e

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

) w/ k* q5 x; c7 u* C) m. {3 A7 G/ R

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

% d- i. ~" ?- ]6 `

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

/ X" ]. m1 E+ U! B% Z4 Y

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

4 p0 q# N' }8 ]" v) K/ D) h4.3、保护功能：

# `/ ]7 q* Q9 c以下涉及过流保护、短路保护的测试。
$ L/ z- r9 Q+ ~# @7 J; M
4.3.1、过流保护：
1 [6 _  @& j8 Z

0 i' W2 f  o8 ^" [) H4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

& o7 g* l9 h) N: Y6 N8 E+ ]. X

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

" G# [' |' p: |* W- b4 c5 Q

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms