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

( o1 H1 a& l5 C) X$ d3 G  k
% |# L' e+ M+ H9 f* R8 b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 U+ a& v$ T- F- v1 s
01、样机介绍

3 \( u8 x/ K4 X; T  o5 I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

' `) y- T/ c3 [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。

# D, `# u" f- }  m& t/ k" F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；

● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的 EMI 特性；

● 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”
2 Y9 I% i7 a# K' R2 o( v  \4 s) ]
● 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。

基本应用
0 |, b, s$ i6 a8 n0 u9 m
3 {7 i% a4 V9 c8 Z" Z0 Y( H! S电源适配器

$ |. ]8 G! H! p7 l- ?开放式电源

0 j$ w2 ?/ ]. C' ], k1 a数码相机和摄像机电源
( C8 k* l" _: Q7 B5 n1 q; }
电脑和服务器辅助电源
6 J0 a; s+ P8 Q$ ~1 M, `
机顶盒电源
1 A7 {/ J7 D5 @9 J- m8 M9 y% h5 u
2 u, X6 [" i( u4 o% B掌上电脑电源

1 P& b7 p$ B9 S: v$ |引脚分布

+ ]( U  s- A# F9 q* {& ~! C7 t引脚描述
0 }# z) [- ^6 a0 D: E7 S8 z

. A+ _  e2 m' [, \- K4 i, E典型应用

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。

& x( r. z& E( r+ V$ ]5 N02、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 ^( Z  A! J/ H0 _) f2.1、输入特性

) i1 C4 y) ^; h; h; A* c. q# Q
! B+ Z; n. k  P& f' w$ R5 d3 B) h2.2、输出特性：

2.3、整机参数：
$ v) A5 n6 d& i5 h

  @; T, a2 t( h) B7 S' }
2.4、保护功能测试：

. J8 D) L4 [# f2 o2 |2.5、工作环境：
1 E2 U# F$ B+ x3 z& F2 B# b3 J1 ?1 w

2.6、测试仪器
9 h! v$ {2 m  V' R

1 L' W2 X. m" Z0 f( D( C5 W03、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。
; {. s% t( J+ B* x8 S8 M
3.1、电路原理图及 PCB 版图：
. ~' s3 s: X. i, ]9 R; O
（1）原理图：
$ ~( y9 y# v9 {9 \0 d. f( A

（2）PCB版图
! _+ S" u% F+ s8 a6 u3 ?3 O6 Y
3 D/ j  s) a, s2 y

+ }0 r% G# y2 R7 r* d3.2、变压器绕制工艺：
3 o. T2 G  O9 l$ X% I* }3 `
( [" \: t  F' E) ?: @3 A& a! |* O! r（1）电路示意图：
2 \& h& \0 N: u+ c, A

5 ^, N( o( y1 @( Q4 |6 F0 d（2）规格参数：

1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
8 l9 A4 Z* E$ A9 o7 l2）材质：TDK PC40 或同等材质；
9 c/ L6 S$ K* A" _3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
! [) l" Q. N: D' F" v, {2 P4）次级: 三层绝缘线
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
: j0 U5 n/ ]: q2 j+ T  a6）初级绕组感量Lp：2.65mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
0 a! j& G% y6 s7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的±5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
: u; ~8 r0 z5 A4 [4 b& \8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
' m% F5 k2 u* z7 [  k9 p2 h& z9）成品要求:浸凡立水
! B% x$ i* A* L* W; z
  k7 V: j1 q9 \+ ]# O6 h3 a(3)、变压器参数：

（4）变压器结构图

: d& o: U- H0 G2 n7 h) T* X

& w# Y7 I/ J  Z4 f2 J& `: f3.3、元器件清单：
$ {( p( @8 B9 N- N3 X* D

04、性能测评

" \+ t. s1 K$ l! g, r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。

' I  W; m* n* S/ W0 a) b4.1、输入特性：
- @% L. c; v! ^# i5 W
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。

; N0 S$ B, _, g5 F3 S6 X: F: E表1 、无负载待机功耗（无假负载）：
; ~" s( \* a% P$ Y4 s# {

& D0 ]; O6 I$ r6 g  i$ L4 p; p
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：

0 [" x# I6 |$ y4 U) X( Y表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
+ e+ x; Z  A- B! e% Y2 @

* Y5 X; X  `. J# x1 |4.2、输出特性：

注：以下数据均为板端测试：
! Q$ {" r! n7 _
6 {4 |2 c/ t& T6 L5 J0 r/ V, b4.2.1、线性调整率和负载调整率：
5 M0 P8 b. X5 B+ j  N: T, o4 P1 i
( J  ^, R1 d' S* X+ q表4、线性调整率和负载调整率

- w/ J7 W% L/ G+ d& v: G4 k4.2.2、输出电压纹波及噪音：
# _0 |0 t' g3 ^" E
4 Y' Y5 @5 O+ c  a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。

表5、电压纹波测试：

纹波噪声波形图：
- g# r. f* n  |! u
! v- K9 Q# A( W- u$ L. \- O$ N0 S

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

4 x7 G3 p* _  x7 R3 L: i

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

% j* q" V' L! e/ D) e4 i

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

4.3、保护功能：

4 k# i' L7 |5 z9 C7 w2 o% N以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：

  ], W( g% [% J4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
, W3 D+ o, A, p, j( J: v1 T

7 ^& x3 G4 }: z
05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
8 v0 O; h5 t9 d: I+ U; r+ S$ [
2 p- x" N6 V" N# y

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

. @1 l) V& e8 ~: h  V7 i

AC230/50Hz，100% Load

+ I! o; v! Y! A% L. i" I

AC264/50Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

. K! q5 v- c3 \' u1 B$ D- O

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms