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

' @7 L+ S; V) `* k, @1 y# D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！

01、样机介绍
4 ]' v: [1 G7 }5 Z0 G% x$ P
+ c, i+ y) q& N. P+ [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。

2 C  Y5 i7 q# x, \! v

CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

CR5244芯片

/ O, C. Y, {2 R0 s! y9 BCR5244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。
- c; v& P6 _  J& N5 @6 P
特性：

● CR5244 是采用内置 600V 高压功率 MOSFET，反激式 PWM 功率开关；

) c6 U5 I+ ^- I6 q/ e% w● 内置软启动，减小 MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；

5 |$ m. I9 ]# X7 O. |1 P' g● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的 EMI 特性；

' ?' O9 d$ Z3 \% D* c5 c* p● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
0 x& G( }. I& {/ X
● 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”

' `4 B! x0 P7 H; _● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
" X. e, X) U. R3 U/ S
4 [: @/ p3 g! w● 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。

- K; z' I8 k( f3 ]2 L5 A7 V' k基本应用

电源适配器

1 ^. Z0 K  ?% K3 U. U5 l开放式电源

! X2 V7 {2 o: V1 n- B数码相机和摄像机电源

电脑和服务器辅助电源
' n2 M+ N, Q  K0 M, ~
2 s) G* z2 l4 |4 X机顶盒电源
  V$ m+ N  x3 i% X
掌上电脑电源

: n' H8 F+ Z4 ~+ |8 v引脚分布

+ I* b6 _7 Z+ h3 o2 ~  ~5 D

引脚描述

; d+ ^  b. z6 j: S8 E8 x% U8 Q

典型应用
' z) f8 S9 p( e& }: G, H

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。
" o& L7 B# e2 C* i
4 P7 z+ }- M; p. m" n7 C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。
" u' i# S9 `; ]0 s
, W& G, d' S$ G; m02、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。
3 V6 S7 x( C$ F7 Z% d6 V2 h
! B$ @7 i' f! A! {( b2.1、输入特性
& P7 {% s% l" N. o0 S

: O' Q) t, ~% m
$ E/ u& p7 N& p  f9 t/ y- K$ C2.2、输出特性：

2.3、整机参数：
8 A0 |+ r6 U- Z2 _" g

. [9 n( A& i) U4 w
  ^: }. R: k( b! j7 o- M" x+ R0 W2.4、保护功能测试：
8 Z" l+ I: b; i! V" x; j) K

2.5、工作环境：

0 [, [; _3 T" K
2.6、测试仪器
. t0 o1 `% {5 [* ~" g

+ x% @  c9 d. h+ T) A03、样机结构信息

7 e) A) P) t# Y5 `+ Q( c: o# i4 k1 M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。
6 S4 W2 T7 A! c  b
2 G7 c* J  @* |; I' e3.1、电路原理图及 PCB 版图：
- ^2 T3 y) o' L" }0 k
3 \! |3 A% H: g+ u（1）原理图：
& E7 T' Y" H2 ^7 t! l' y

" i" X, ^# t9 D% n2 Z（2）PCB版图
6 @" u0 v7 f! R8 m( C
! f& p6 V$ ]7 s9 a2 H5 {; e& G

) X& b+ F- @+ T+ g  Q6 b3.2、变压器绕制工艺：

（1）电路示意图：
5 w/ H; w2 B' p) b8 `( w- X

（2）规格参数：

1 W' z) r$ I9 ?$ T1 p' F: \1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
  e. g* y6 h3 @5 O2）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
& ^* [0 r1 j- V9 H6）初级绕组感量Lp：2.65mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
4 f& P3 E* R6 w& `" ~0 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）)
6 v  y8 e6 U9 E/ t  z: R8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：
7 D) q; k- w- ~# S0 q

3 v' i/ i4 ~$ `) D; M0 B* M（4）变压器结构图
, O  ^8 X) Q; {/ n1 f; `5 T- S7 W

3.3、元器件清单：
' s8 O. O) U/ L: @& s, S

04、性能测评
7 W  P3 L+ H* b( t4 L) F; k
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。
7 r2 s7 @2 L% b
7 J. W7 y" f( ~* p3 w, x4.1、输入特性：
9 H& n% I8 D1 q
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。
- D, x- b& W! t* ~4 l. F
表1 、无负载待机功耗（无假负载）：

; F7 S# H. x; _( L- B# @5 l0 X: j
; t" O. L$ e$ {, V表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性

表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：
  O% `( Q. Z$ @- l5 a$ E

3 ~) m2 K0 I( d表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
3 ~% d9 S1 f% M8 I  U/ \

4.2、输出特性：
$ L$ f" p5 J+ L5 c3 y3 u/ Z
# T- f% B' A" @% v+ B5 u" Q, R$ e注：以下数据均为板端测试：

4.2.1、线性调整率和负载调整率：
3 v% _- A; V  x
2 R3 [" U  j4 ^. \4 ?8 p" f6 m表4、线性调整率和负载调整率

+ K) {- R3 J0 T3 S( J+ q4.2.2、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。
1 r; S6 [6 X! w# c" p
; u9 x  d! d& t) H表5、电压纹波测试：
/ [, A6 ~9 i; C2 D3 }: @

0 X. e$ r; b  p& E& z纹波噪声波形图：

# j0 }2 c7 Y; i2 }% A

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

! X4 ^/ p( |7 [" P. f6 R

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

4.3、保护功能：
% E$ R; {* x' l* {$ X
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：
* R, _- d+ S" T, D4 Q- W

3 r1 T/ v5 Q4 F! n$ {0 m" I5 H
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

0 r) p/ ~$ j4 g' z$ [0 {
# n0 P2 ~) y3 E0 A. A4 w05、其它重要波形测试
$ K6 O; N7 a: L
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

# p% c. _3 P1 @  [9 J1 L

AC90/60Hz，100% Load

# Z( w8 Y0 K! Y1 \# m1 i6 o

AC115/60Hz，100% Load

% G4 a6 W) W# Q5 y" {+ q9 K, ]

AC230/50Hz，100% Load

" j+ X0 ~; I& I5 E0 _5 S  ~" N

AC264/50Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

% S- X! x* r% x7 j" b& O1 [

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms