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

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！

" R6 h/ Z+ r6 M% t! i  \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。
0 G" V( W4 D8 u6 L0 Y, `

CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

CR5244芯片
2 O; P) T- b1 t# Z! u, g
+ K$ e( n( l0 N2 J1 I& V' bCR5244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。
' Y- a9 A) m* ]. n
7 ^# i, `) H. E; {. W- B% j特性：

( S8 X% u% i: O● CR5244 是采用内置 600V 高压功率 MOSFET，反激式 PWM 功率开关；
  {0 A9 f. I) `, }( M, k' @2 {
$ |  y+ }' p; S9 z+ Y● 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；
  ]! x- i5 l# R" D# M7 ~
& Q# x  {1 G& t% q8 ^& v● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
5 O; r1 U; K1 o, n$ m& j$ M$ [
● 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。
) x1 Q7 Y" b) N% g0 A. L* T
: D* u+ M  O4 }- n. T基本应用
, X5 Q2 y6 h7 Z3 ^- ^$ ?
+ P" w* A2 q: r4 e; v; O电源适配器

# _/ o, _. ], |( G开放式电源
7 @' q3 L% Q, A& i7 D: D
+ U' Z: u; \  G" e1 L9 Z6 p数码相机和摄像机电源

. ^3 v: n4 \5 r2 m3 j0 Z# n电脑和服务器辅助电源

) o% \3 J' b# E. T7 e机顶盒电源

掌上电脑电源
8 r5 J5 z* B, H( ~$ m
8 H5 `8 z2 a6 a" D! d引脚分布
# o' F7 q3 \3 q  Y0 d5 }
) q4 T  T$ G) S1 J1 T4 m4 B

' {5 p, Z( Q# Z8 C引脚描述

( V9 a5 J  K# p  p( K/ g2 R/ E

4 y7 ~, E6 Z! n9 O+ ^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。
% U6 ?8 J. @# F6 [; B$ s
0 }8 n: r/ ?+ e; a8 s9 p7 m9 N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。

5 N2 `. ^+ b+ E8 ?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。

& q# `0 S3 F1 u# ~7 B+ i2.1、输入特性

8 j! _% `; `( H. x9 \- Z0 @2.2、输出特性：
7 ~, B0 R6 {, B8 n

, a, e3 _/ q/ k! D4 s) N2.3、整机参数：

, H; f; M9 c1 g7 i, W
2.4、保护功能测试：

6 T. t* a' w$ T  K& O2.5、工作环境：

6 m/ g( ~* S# a' a+ Z2.6、测试仪器
' C8 `( |- x, d5 H- x% Z

03、样机结构信息

- u/ }& J% b/ i/ @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。

5 [- P$ ^* \) Z4 \* y- y3.1、电路原理图及 PCB 版图：

) G$ D( r2 f: V) v" }（1）原理图：

0 f6 ^$ D: i: G2 ?$ X& K& y: |（2）PCB版图

6 E2 p' R0 S3 p' V

3.2、变压器绕制工艺：
+ }+ j! J5 u! o' p6 Z. e
（1）电路示意图：

（2）规格参数：
& z' E) g. _  @; G0 u6 x% Z
1 V* `! d. r: k# ]1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
8 O3 V, E0 A" \6 E$ y% z2）材质：TDK PC40 或同等材质；
6 H; n9 e' N6 C2 F3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
5）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）)
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
- w6 d+ e' E, |9 j9 A4 S
(3)、变压器参数：

  p2 x9 U) y- P# i4 {（4）变压器结构图
- r! l! G. q7 ]

3.3、元器件清单：
' j4 e5 K- `/ A4 q- b2 v

04、性能测评
. a$ G$ X  f3 W  P) c
1 C6 w" x3 z8 A6 Z8 a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。
( G8 j1 W: i$ j8 ~' q
4 i1 |0 a! ^$ u$ U4 j- ~) H表1 、无负载待机功耗（无假负载）：

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：
5 }+ L6 e8 q+ g, w6 [) m/ [

表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
: o; z6 [9 d" j4 U9 `

. k  C3 i3 p) x; J4.2、输出特性：

% V% ]& i; c; [8 O  b" A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：
2 w# E, w; S6 A- J/ u# [
5 u1 ^+ p% `& x4 i& N7 E表4、线性调整率和负载调整率
2 J1 D$ k2 A, h

# ?* B: Z& S# m" \; e. \* N# i' j8 u4.2.2、输出电压纹波及噪音：
, S2 W. m. b; k$ n. T
6 e5 f: b+ b0 p! Q, W, J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：
, b/ p* w2 C$ P: u* P

纹波噪声波形图：
1 R. B  P- g! B2 _" y3 V, U

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

! Z. Z# a4 @8 I3 ]* Z# k: q, ]: p

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

2 n4 ^, a% m& Q& \! o

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

4.3、保护功能：
+ D3 h1 }2 N6 \5 B1 R- I2 ?
- p! Q- k! t, ]. Z0 ?, Z以下涉及过流保护、短路保护的测试。

9 n3 z% R6 R9 a/ ^% i/ P7 K! a4.3.1、过流保护：
( [5 M, D- u+ [) |! ?  D9 B! }% R

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

( n3 r5 T/ l% v1 X+ e05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
* R5 s6 h: @+ p: B5 x, i* [+ B0 z
  v- e/ g/ E0 K5 M& G' W

AC90/60Hz，100% Load

: S+ U+ o# h& _( f! u; y8 ?, K4 i

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

; S! h8 O/ |" J0 f* w9 d7 c

AC264/50Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms