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

" R; K: I( R/ K
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！
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4 O: P( A( ?% `% r/ D+ W01、样机介绍
3 o% B) y3 f+ |7 g$ H
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。

CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

CR5244芯片

" l# T5 t1 h, ^4 \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。
  t; ^5 V/ w- s1 b2 ^
& N6 M4 u5 E6 j  z- ?+ l- U, Z7 E' `; L特性：

7 _$ d& q$ Q' ?' A; ]& @1 d● 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；
1 u8 R" p* C- \5 x  ^% s
0 L* ^8 r3 e& d% Z8 `. I6 `8 }● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的 EMI 特性；
7 c6 K% A# @4 s! x* c3 y" j
● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；

# J6 }, ]& j) L+ B4 w" B● 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”
% p3 f$ R  z+ ^, Q
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
# {5 t2 E! [$ q  L, i+ Y
3 K) H$ r+ ~, u% I1 u6 h; P% ]● 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。
& z* }# |8 O* s+ [
) `1 |- p1 Y6 E; {, t% \7 B基本应用
4 z' n8 o$ N6 C- e+ I2 ?" ?! R
电源适配器
/ I+ K8 l) O' g, H' [, ~
开放式电源

' F" ~+ ?% ?. I数码相机和摄像机电源

# T4 U9 y! h" [& V! ?1 S电脑和服务器辅助电源
- F6 ^8 q" B& H# E
机顶盒电源
+ K0 F- E' F( d; d$ G, {
  j. u" h& x- ?) u" C) s掌上电脑电源
0 I# \- w; s, D8 v9 N3 `, z
8 |( ]% x$ u" v( `# s( t引脚分布
' |$ i: Y- _6 j0 a) y2 a
3 n  |2 `5 Z  M+ }* D

引脚描述
/ I8 e4 @# o; {4 F9 L' G  Q; i

( t6 y" g8 t, m0 [$ N! w  h  i典型应用

6 A6 C' k5 W# n* B; c4 F* ]5 n

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。

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。

02、样机特性

/ V& ]1 Z* b8 S3 b( L7 P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。
: G9 h- {3 X; h( O$ o
2.1、输入特性
& ]  z, m+ r- c. _- ?6 K# l' s

% g/ D3 x/ r& f! `0 K, {7 _1 P
2.2、输出特性：

4 ~* h0 l% D! B0 n" ?) s  I, ~2.3、整机参数：

2 m/ T  m( ]0 A2 _5 R2.4、保护功能测试：

6 G% @0 k- b. i7 r$ H2.5、工作环境：
+ r9 P; d8 n( q

$ N% w3 s+ \4 P( Q/ M8 B; e2.6、测试仪器
% B* @: h$ L! z) m% t; U

03、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。

9 w; o  i$ K  {3.1、电路原理图及 PCB 版图：
; k4 Z& f  ~( ?  }& E0 i$ y
* J# q" x! ]7 f! m$ }1 J2 h（1）原理图：
& `; r3 ~  c% f/ }" P9 E

1 l% a$ J; _/ g9 G（2）PCB版图
9 m& @/ v% A& g2 W6 j

3.2、变压器绕制工艺：

（1）电路示意图：
6 J' ^* J9 g* Q' Q

6 Z% D& t0 \' Z; e（2）规格参数：
; ~" K1 |8 ^9 O, V
" ~- A; [# H6 V1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
* g* ]" n" a3 w. Q4 u3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
% k/ y6 x4 \5 ?6 G) Q4）次级: 三层绝缘线
6 n9 N( ~; W) J5 u5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
  Q/ i* S$ `; E) ]; g/ X6）初级绕组感量Lp：2.65mH±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）)
/ O/ F( S$ X2 U% N2 g, u3 m7 l8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：

# s: y8 W8 z. ^, G+ ?& O（4）变压器结构图

( Y8 M; M/ @  p- j0 X8 x' z0 L; |

( v: U, _9 X$ q7 E' [2 G3.3、元器件清单：

3 m8 z* Q+ A3 Q& \04、性能测评

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：

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。

表1 、无负载待机功耗（无假负载）：

$ |4 @6 V& E/ e7 C# v. ?
0 M3 K4 u7 h3 N- U- U  ~表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
& S. @) H+ [$ j9 f2 U+ ?7 g% S3 E

表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：

# p2 f9 s1 h3 p* `2 ^% g# i# u表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性

4.2、输出特性：
: l5 d+ P8 g) e
注：以下数据均为板端测试：
1 K. Z* D6 e( A
4.2.1、线性调整率和负载调整率：
  O' }0 U& E  ^# v
$ G0 L$ u' s- y, T& b4 @: H2 B( ?" s表4、线性调整率和负载调整率

4.2.2、输出电压纹波及噪音：

2 d% R+ e7 H  b+ G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。
( c' P! q) p& x
6 A9 O7 R. v0 f/ M; h: t/ A; W7 E表5、电压纹波测试：

5 i$ }) O4 p+ G$ [纹波噪声波形图：
1 T/ H9 @+ O. u5 v( E* Y
* [  |8 E% U; D# W

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

# ^* P' W( A3 \4 f* Y! j1 }

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

$ I% ^* D( Q7 {5 ~$ L& }: i4.3、保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。
7 ^! d1 U. i7 k5 q+ y' g) m
4.3.1、过流保护：

: ^* Y6 i, ?; O
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

9 t" m1 ^* @; e/ k7 W2 C
05、其它重要波形测试
0 N; T8 ?$ K! F4 u- u8 ~- ?
% o4 e, k$ x' u8 u2 Q3 L9 TDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

" D3 t3 n$ R: w$ W4 ^

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

5 ^" V4 F8 C9 C5 p6 L

AC264/50Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms