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！

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。

CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

CR5244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。
3 }' ?. x& ?# b& n8 O" T; S& S6 O
特性：
  t1 }9 ~1 Q" @) [
● 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；
# o5 G  L2 F. G7 S
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的 EMI 特性；
1 M3 M5 v1 d" _; @4 T& D. w
● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；

● 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；
( a* H2 a- _3 b  H3 x
3 G/ @. z4 n# J6 f  T4 H● 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。
' m0 N# [+ Z& a6 {
基本应用
( A: [- p( ?5 o
电源适配器

2 s% ^8 ^9 @5 k& Q( g( h: ~3 G开放式电源
! h/ G; I( D" ]. v
4 a5 p) R  S& o; `- P5 x( s数码相机和摄像机电源
8 i: U0 U" t8 ~" r/ v5 X& E. m6 a
电脑和服务器辅助电源

机顶盒电源

掌上电脑电源
& f9 o' W/ C- h1 [& ]0 |
$ P+ ^1 E+ @4 r) T# @, W# [" T# M引脚分布
0 i) }( O) L' J3 i" i

" r; y/ }2 l) m9 J; d, ?引脚描述
: Z4 T0 Z" t2 V% _  \
9 `! E* T6 c% [4 ?6 z

典型应用

% |6 x" |$ P  M

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。
. W$ a9 V" l  v! F* U4 c
8 l2 e; b# c8 |9 ]02、样机特性
- }! X; [% w' q5 R. H
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。
, D) l4 I- X$ T8 V: V9 V. ?
2.1、输入特性

" u) M/ @  z9 n4 _) \
$ Q6 B" M3 [$ `- b1 M$ Y2.2、输出特性：
& W: [: I, a( }5 v! C6 c. p+ G

2.3、整机参数：
% f& q( G- K( R  u' c

8 O# C+ I& u% ?) X% b  X" b; V
' _1 {! ^% ?% Y& q- e, Q) @2.4、保护功能测试：
9 i" p- _1 s* m8 A' z0 a+ v! T

( B- [. C/ k7 d2 l! Z" D/ z2.5、工作环境：

2.6、测试仪器
( h! t3 U4 Y% o% v- ]

: d; R5 X6 U' g7 [- n  A1 G: ?03、样机结构信息

9 ^0 w4 g) @  O% l: J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 C) V/ Z3 V  f
3.1、电路原理图及 PCB 版图：

  D- z& K/ e3 x/ H0 R$ u$ Q（1）原理图：

（2）PCB版图

: S9 ~! ^* u, u1 |. E! b% r
3.2、变压器绕制工艺：

（1）电路示意图：

; J' K8 R$ j# l# S5 ?2 l- ^2 Y# W（2）规格参数：

9 a5 q5 L' V! h. S6 g" M1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
/ U! m1 c. S' [& X4 x* d3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
" g- C; p  ?) o/ m" U4）次级: 三层绝缘线
: l! Y6 Z0 a1 G& d& n% y% f( u5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
6）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）)
4 f0 n3 g. j9 W6 i* @5 H, T$ z' s8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：

（4）变压器结构图
0 i' h+ X2 g  e( a; Y/ P  C
6 d$ {6 L" k; Q5 a8 S; H3 Q. L

) _8 G1 f; Q6 h* p9 r& [. c3.3、元器件清单：
9 G* r1 R5 Q& U' h; T4 o

04、性能测评
% d6 f; d2 n) x3 z* B. ^' h
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：
2 b* x* k# v1 V: J  f, C
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。
, F/ x' e. L. \9 o
$ P; v, g) a. `6 b3 V% u, I2 @; X表1 、无负载待机功耗（无假负载）：
/ P* {! D1 x1 y! s) |" s* m( G* Q

7 }; i  }$ w1 w3 O* x% N
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性

( O# o' V  Y. j6 o& D表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：
+ b' l- A3 D( W3 c" S1 Y% a

9 a) y8 B5 ]3 P  n0 Q表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性

  h# c7 u: A3 L" ^4.2、输出特性：

注：以下数据均为板端测试：

- k! n/ F" I6 i8 V! I3 x  p4.2.1、线性调整率和负载调整率：
9 U/ z7 j$ f0 N' ~# a, V8 f
表4、线性调整率和负载调整率
3 v+ v( `/ m% Z: O

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。
7 H6 _; z5 x- i  v
表5、电压纹波测试：

) Z, ^- `; m, Y; a$ [5 ?' Z纹波噪声波形图：

; K9 G+ O+ T4 Q, Q4 X

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

: m( Y* v: u) n2 v& c

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

2 t6 h* a) s& v! X1 b4 v) C

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

4.3、保护功能：
' A6 v; y  F6 ]9 E/ U8 s/ ]
: T1 D& \! }' K以下涉及过流保护、短路保护的测试。
2 @/ C* S. d; k% X+ ~
; S1 y# V, o- R4.3.1、过流保护：
2 w# @- ?' B$ f: t8 c6 D8 ~0 r  b

% n  W' V) a/ S3 N$ X; V$ z
+ O! c# V% T3 K) ^* L; b. o4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

# b" r: {+ ^4 z1 f4 [* ]( C. U& y, Y05、其它重要波形测试
& ^! L( I  z, p, e/ k6 {2 o
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
6 a7 j% g5 b: |, ~: C- d

AC90/60Hz，100% Load

  m6 @1 W/ j1 z) x* ]0 A

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

& D2 z- w4 V8 S9 t

AC264/50Hz，100% Load

/ S% O$ s- ^) \( j  l

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms