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

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6 l! P$ P/ G; s: D7 M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！

8 [4 S! Y  a2 H+ q8 c, c: C6 W$ C01、样机介绍

# @  W6 j) Q% c7 D/ ]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

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。
( x; J/ G' L) ]% z& d5 k1 ~
特性：

● 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；
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" B$ F/ a9 y% z% q● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的 EMI 特性；

$ B, @4 T0 O0 G/ Z; J  C3 ]: a● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
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● 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”

● 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。

5 a/ B- W6 N& G" n9 S基本应用
( m! w" P- r" W. M1 u9 q$ r& d/ s
电源适配器
5 c0 o* e& u% _, b% t8 H+ {
( i; j5 V- _  P) c开放式电源

7 O1 V; m% `" c/ u  v1 x9 E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

9 r6 a( G; D' O/ M5 y9 f+ i  ~掌上电脑电源
) p, g, T- }% p
引脚分布

3 s% \9 J+ E' g. m" @* L8 {$ N引脚描述
, }0 k9 Q  d" B' X( K
$ v- s9 h: d& o

/ P6 f6 h" n. N, |1 s典型应用
3 x1 p, m6 \9 p* g# ^7 ^* x) w
$ t+ C+ C  y+ D2 c1 K, i, h

4 Q2 \+ z, h' ?1 `+ C# i4 g) J+ ?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。
" H: o. ^; n; Q) A% D2 R
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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1 z( a+ C1 V! @3 `- z: t- m1 E, ]02、样机特性
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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。
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2.1、输入特性

( `' J6 ~% r( ~* F5 }
% T' E" S3 v/ U6 B) H' b4 D2.2、输出特性：
# G1 |, ]7 A0 e8 e% T5 K

2.3、整机参数：

* V, t& d6 k) e( P/ }0 X
2.4、保护功能测试：

' o4 G* }  B# @0 x  V6 z+ q$ W2.5、工作环境：
8 L* ?7 C, }( r; d  [

  a3 h" u  F5 Q9 R2.6、测试仪器
5 A" Y9 |" F" o% u; S

03、样机结构信息
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- \+ W9 N, p6 a5 h: ?7 ]- G% O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。
2 r' X$ P1 ^% ^4 K# g7 @8 y
( e4 ]( f( K5 Q$ ^$ k3.1、电路原理图及 PCB 版图：

: e& ~! q& ]( v) B0 l% f" W（1）原理图：
; [& e2 `" g! \4 {- i3 H

' {6 W( ^5 O2 p, X" A+ ^# m2 z（2）PCB版图

9 u4 `$ i3 X4 d! k5 B/ W7 U2 J

: m; M4 \6 j: Y! N
3.2、变压器绕制工艺：
3 ~+ s: k/ f6 k7 i" [
（1）电路示意图：
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（2）规格参数：
! O+ X6 A) u3 ~* r$ q
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
( n) ]4 F' A% L3 W* `5 J3 P5 C3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
4 u# d4 k, q' z4 F9 |5 H# e+ ?3 D0 T4）次级: 三层绝缘线
! n% M4 x7 U  Y1 a( m/ t9 m5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
0 C- d1 j- L; i; V7 h  ?7 l. D6 B6）初级绕组感量Lp：2.65mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
8 Q! `! L6 Y$ ^2 D* j# o2 M7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的±5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
3 F" U' l' h0 @' p. [6 R8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
) L3 S+ j9 R6 U' X9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：
. |- v% N5 V, V6 E

% J9 L. X% j' S3 C* [（4）变压器结构图

- [. r; \5 a; m3.3、元器件清单：
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# l1 T. s: }9 Q  p  \# @04、性能测评
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9 w+ e  l: a$ ^" y& d3 c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。
1 B" w4 x* k/ u6 H4 R! z- }$ u
7 l( Z6 x7 Z. m; M  B! x% l4.1、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）：
7 D2 _5 r' \$ d+ ~

. v- d+ y1 @# {9 J+ u& a! ~! J
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性

0 T- {8 R/ ?/ u- ]$ q8 R2 t5 E表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：

/ @9 W# ?  c( c# p表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性

4.2、输出特性：
6 [+ f9 r( t( f/ z* F9 H$ b
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：

* g# Y& I- t: X% x表4、线性调整率和负载调整率
+ n! \, P) A! }# M3 y. ^3 ^% e/ _

2 X- T5 ~2 S+ |3 `4.2.2、输出电压纹波及噪音：
  L0 v1 P, G' H
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。
3 `9 R( |) b' @' T- V
表5、电压纹波测试：

纹波噪声波形图：
/ M. I% f5 Y, I7 F

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

, ]# \/ p2 d/ t9 v2 L

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

& R" P' j( h( [( t$ U4 @# w4.3、保护功能：

0 M1 [. K  |: [% @+ j- o8 _) U以下涉及过流保护、短路保护的测试。
/ L2 n( |/ ]; w+ Z8 p
. h3 V  j& d6 C& U! }2 v4.3.1、过流保护：
. d. G+ X( i2 }8 b0 E! ]+ R

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
/ \: l8 D5 f+ m/ l4 S! o' C3 ^

5 Z2 K- Z/ V, W/ h$ r. }# x
05、其它重要波形测试
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8 b7 P& f9 N+ a) z5 \! |- }2 vDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
; }  d1 |/ ]& Y0 f1 {. g

AC90/60Hz，100% Load

5 [5 x. Q( W5 }8 }4 M; C! M

AC115/60Hz，100% Load

. J' s6 A* L) Q

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

9 _$ f3 p6 ]8 W) E* ~3 k  E

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms