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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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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01、样机介绍

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

8 t4 H9 w  }/ `" L* @CR5244芯片

. ?* G% b, P( X1 E) d6 tCR5244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。

特性：

● CR5244 是采用内置 600V 高压功率 MOSFET，反激式 PWM 功率开关；
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● 内置软启动，减小 MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
5 O5 g, g9 K7 B% K+ o( f" Z
1 j. z2 k: E; H6 p2 ?6 u: I● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的 EMI 特性；
) X$ N4 q& m  c# M. }+ R6 Y; [$ {
+ {1 v; I  M! r+ |● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；

0 g9 {: L. \& f6 {) L/ a0 k● 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”
5 c8 H! D% V; z
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
3 X% G; H" R1 ~$ o: `8 J( X
● 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。
, p. G9 G: d0 P' q7 N
$ i( i# j, J. S( S- k- |  d基本应用
0 E6 ^: a9 [, t6 o
9 Q+ ]& k+ x* z1 h9 N. J, G( B电源适配器
. o5 _9 `1 \" w% p8 _* p8 Z
8 m. u2 L! i9 t; N* I3 z开放式电源

/ f- P  B/ o6 N( G2 f7 i9 K; _数码相机和摄像机电源

* l$ }: ?+ j. b- C电脑和服务器辅助电源
9 f' ]# E# E1 V0 O( {
! w4 L8 r- ~9 L+ g& K* _) O机顶盒电源

掌上电脑电源
* t' K2 e8 b1 l) q9 b$ X: b3 s
引脚分布
" E& P; Q/ g6 B9 r! X) a$ J6 S, m
( R3 t0 a0 l3 H: e* S: s8 ?: ^$ H& N

: P2 t, q- k$ w; K& G2 ~2 g+ \# u引脚描述

% j2 l0 s4 n& C9 E, X# m9 j+ p# f

/ I. i6 |! X* P1 V% V  G1 T+ \典型应用

- i& b& r( G9 T6 {9 \! u+ U6 \. z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

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
8 P  g( h0 A: q% f1 ]

; }3 E5 Q! o; V3 l( K/ P' m
2.2、输出特性：

2.3、整机参数：

4 Z+ ^# L& b; `7 p+ _( j. c
& u) J5 j/ w" @2.4、保护功能测试：
  ]" X5 t* ^0 K: W$ h5 B+ I! F

& B8 c& p, V' @$ A( N! B6 g6 h2.5、工作环境：

2 E0 t: l# u! h) [% N5 b- z
2.6、测试仪器
4 _; C2 Q' y8 l9 q3 u" Y2 A

+ A! j9 I+ Q5 c1 g. ^; U6 W03、样机结构信息

) h: y/ _" w6 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。

0 e9 g8 h+ m; k6 T* I9 q3.1、电路原理图及 PCB 版图：
+ z# V: J7 J: }' c- r+ N  S5 p
$ t' Z* p+ K6 K- u8 v" ^（1）原理图：
. N7 m% N* ]! M4 q9 `; u! j

（2）PCB版图

* q# y' h& w# }9 O" X0 X" d; U  h2 t3.2、变压器绕制工艺：

2 b2 w& m  G1 {, ~, i（1）电路示意图：
9 W" z- B. [2 O# F+ N1 L9 u8 _

（2）规格参数：
  d2 O% u; }8 T: S( ?  _
. y2 V, M, q% Z3 }- Q2 `7 P1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
( q' l7 i2 ~* L# c2 M" c- h2）材质：TDK PC40 或同等材质；
) l4 b% o. r+ m1 v/ Q/ O3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
' k: q1 V4 }+ e; f- w5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
3 F' Y4 D0 ^! E  \6 c7 i& o7 o4 z6）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）)
% d2 ]  |8 `7 q  W4 c; `8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
% d7 s3 L3 W- y- Q9 }: M4 A
! s* g3 S9 G+ K$ r  w/ K; f" B(3)、变压器参数：
- Q( s' m/ E9 k) f

2 ~- n* b2 k* B/ W! C! V1 g  U（4）变压器结构图
4 |9 R3 g( M) i6 k7 S2 a

3.3、元器件清单：
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04、性能测评
, X) w7 O9 F2 Z8 L8 _3 {
' B. Z% X( v% d/ T8 M. t" ~# F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 V4 r/ H, |5 A) q/ A! L0 g) T( M
7 `9 r+ Y6 Q5 v/ c3 [/ y4.1、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。
) j. ]4 o9 w; ^8 \3 H7 i8 [
表1 、无负载待机功耗（无假负载）：

" R  S8 U& J3 P3 a0 |
9 V# T1 f* c; s' o: v, c1 X# k表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
. _" H( P3 l. j6 S7 e2 @; ?* O+ |

表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：

表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
4 _) p, c2 J& `! x) c) v6 u

4 e- t5 m! [$ D8 M4.2、输出特性：
+ J5 J: C& p2 f5 b, d! w
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：

表4、线性调整率和负载调整率
1 I( j- h5 P7 ~! p+ R

4.2.2、输出电压纹波及噪音：
, ?4 P2 f: N3 }  K: h2 S
7 h; Y# H; N% M. c. D5 j# m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。

# ^% d' P9 C2 H4 i' B表5、电压纹波测试：

纹波噪声波形图：
6 n$ x9 B( a, G" t; k# {) H
: y2 N( E% t9 A) l5 b0 k8 o8 i5 p

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

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：
8 h5 ]/ y$ E. d! O% T4 H* c: K
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

* K1 l2 K& u9 ?& n4.3.1、过流保护：
) X7 w  d& z1 Z7 Y

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

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: W, D* n% E, o6 u2 J05、其它重要波形测试

1 A, V% l+ [+ A( g  LDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
+ \3 l) W. S9 e
; t( |  J! R* C1 H7 K' l7 F

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

9 I7 Q9 U6 @( ^5 [7 M+ y

AC230/50Hz，100% Load

3 q5 U- H: H  `2 K9 f/ M/ A

AC264/50Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

0 D) t3 O% x2 y/ i

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms