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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% ?  s. I: Z. a9 h: w2 U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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0 z6 D3 H# D6 W% n3 h0 j01、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

CR5244芯片
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& ^) s& u5 N% R0 f" J, V. `: wCR5244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。
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' h% [& a$ L/ }# q0 J6 ^, |特性：
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● CR5244 是采用内置 600V 高压功率 MOSFET，反激式 PWM 功率开关；

3 }( N; G2 [% o' f* L● 内置软启动，减小 MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；

7 I4 F* Z" _2 m' @2 a$ X6 s● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的 EMI 特性；
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7 J% r3 |( c# Q8 {* w● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；

% L7 _! C6 f, ?5 m1 @* w. U% Y● 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”

4 M! E' z' q0 x● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；

) K: L5 S% r7 c$ v3 Q● 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。
1 t% n1 N8 D# E! l9 n; ]
" Y+ v% p; ?2 S" F9 u8 Q5 `基本应用

. M% s* D! Y+ e$ r4 X% h2 w, \电源适配器

开放式电源
: K) [+ ]# X# f1 c8 r
4 ]5 z+ ?3 ?& g' n( j* F$ I数码相机和摄像机电源

- i/ i9 W  f4 O5 J3 M& F% B/ A电脑和服务器辅助电源

3 H' r- N  t) }$ f* m8 |+ x机顶盒电源
& l& k2 D4 u$ V% D/ h3 W
- ?2 s6 d/ w% i: n( L掌上电脑电源

6 f  a2 U0 |; y& r( l8 F引脚分布

引脚描述

% y  {9 l( Q2 f6 Z( ?

典型应用

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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。
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  r. c$ ?  g0 L& i9 v+ Z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。

  n' F9 q3 q- x* [' F- D% f02、样机特性
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0 f" Q3 [# m; @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

3 c5 h* v7 ?3 x9 {; U: T
* ^2 n" K9 t, S- E0 v! b2 ]2.2、输出特性：
7 }  i6 X) ]  F3 a

2.3、整机参数：

6 g: |1 [& ^/ f: h2.4、保护功能测试：

: K+ r$ d! _) x5 j2.5、工作环境：

9 X5 F2 I1 X+ x' d+ r
* R( L6 W4 ?+ v- g6 g( O2.6、测试仪器

  q' u0 v5 L% i& \03、样机结构信息
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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。

3.1、电路原理图及 PCB 版图：
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（1）原理图：

" {& P$ B- A* `; N1 ~% P2 _（2）PCB版图

9 `. T- r, ]4 @" l" c

$ S, D9 h) Z  v# m
3.2、变压器绕制工艺：
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（1）电路示意图：

6 Z7 Z) `4 O3 d1 E2 e- ^（2）规格参数：
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1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
1 O3 |1 R: H  N: ^/ C3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
6 l9 h1 i5 ?: ]2 C# l4）次级: 三层绝缘线
5 ~) i+ M; D3 [8 L; V* M5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
$ f: ^% ]! [4 `0 k  Q# ?2 H6）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）)
2 v( n  H+ L& S& p8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
4 @% ~8 H% s6 w9）成品要求:浸凡立水
8 i" h2 O+ i* c# e; Y
(3)、变压器参数：
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8 s4 @8 C" u3 V1 P4 C; p0 @6 }, c, U（4）变压器结构图

3.3、元器件清单：

04、性能测评

  |  Q# W  S9 j# s& r9 f% K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。
6 W' b( D, [1 h) W
4.1、输入特性：

, N* g& @2 I6 k( Y: Z: x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。
1 `, l. ?; f& s: X8 c7 [% S
表1 、无负载待机功耗（无假负载）：
; N$ k: q1 ^1 q+ m) L$ \: h

表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
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表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：

. ]2 Q1 Q, `, m. V: G: q表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性

4.2、输出特性：

注：以下数据均为板端测试：
4 W" {* w: |. B# L
! K8 V4 Y6 t: S% H( N3 j4 h4.2.1、线性调整率和负载调整率：

* s+ W1 C; x6 @6 |" @表4、线性调整率和负载调整率
0 C$ v+ [: o4 g. |0 ~

4.2.2、输出电压纹波及噪音：

$ Z" k: s4 O4 Q" d5 x9 u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。
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表5、电压纹波测试：

6 g) j6 a+ n3 v5 ~4 d1 {* R0 E1 M纹波噪声波形图：
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Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

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Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

4 @' G, B, I  l! D5 I: r8 R

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

* a$ s/ W& Y- x' y5 Z8 Y4.3、保护功能：
" x$ j, x! ]8 B& O4 o& v3 C1 b+ h
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：

* I! E' ~7 r/ P8 H6 n4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

# q4 Z. c  J  s; \1 j7 E7 h, H" H8 c05、其它重要波形测试
' k' a/ {+ x4 s& C9 e
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
/ w, {2 K! u2 \* G

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

1 x+ Y' K9 r2 {

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms