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

- J& p$ f( A6 W) V, a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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3 O$ H/ m" A) h, V% y) m! w01、样机介绍
) ~$ b+ _1 v4 k6 r9 F/ B/ R  N
! ]8 X  |* C/ }0 @) s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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8 t0 c8 [( v# n, n0 w" Y

CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

CR5244芯片

" b; F6 W6 r# E7 ZCR5244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。
" C2 K+ L7 B9 z
特性：
* L& u, E1 }9 M3 W/ f
● CR5244 是采用内置 600V 高压功率 MOSFET，反激式 PWM 功率开关；

, U$ D( O' E0 u) `7 I; J6 a# D● 内置软启动，减小 MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
! N0 _/ {% Z. n( U0 r# ]. 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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● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
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● 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”
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) A) |% [$ N5 {3 u/ F. Q  N" Z9 b5 [● 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

电源适配器
  o0 C- y$ b5 r' ^' K- j. C
) T/ k: A4 C; A4 N1 x7 U开放式电源

: x& p& e$ o$ O6 z数码相机和摄像机电源

8 v4 c1 n4 n: K0 h# [5 w电脑和服务器辅助电源

6 p3 D  P! Y+ P$ {7 \* I, q机顶盒电源
+ m' v* k6 d( M* V! H4 f$ I) O
$ W: V2 u1 ^: d+ a8 h0 l掌上电脑电源
8 h4 t9 \% N9 `
引脚分布

: w5 {( p8 f% g2 x" s9 }引脚描述

0 O" p0 C5 Q, [+ w5 H典型应用
2 V* J- I/ P# ^* k" {9 |

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。
3 b- t9 A' t, f" p1 X( P0 `! z  O
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 L; ?1 ?" s; U1 p" M2 m( P
' p' N% U" }$ i02、样机特性
6 j2 u1 W2 {; s0 P6 r* _
9 w  W+ N" U& i) h4 [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。
6 W0 h# \9 R, V
* j( N5 W6 W3 P' K9 H2 y+ w2.1、输入特性

2.2、输出特性：
  t  r7 J/ j3 q3 E  ~! Y) C/ T4 M

2.3、整机参数：
9 V/ a( |  [; W1 @1 o. H

; M2 l" m) z# U! x! {. h5 Q$ Z
4 ^0 g* {; s7 \+ N) D6 ~2.4、保护功能测试：
" b2 C$ D5 d' C

; B/ p+ j9 y' g5 [/ J, @- Z. B/ D  e2.5、工作环境：
9 H$ i! j8 t4 @

# V& M0 b9 v5 d6 o% s2 G, x2 Z
- C3 a& b& L* x/ u1 N2.6、测试仪器

, @, O5 m7 I. x5 |, x. @! M9 W! m03、样机结构信息
# ?6 ~4 m/ |; G1 g4 J; u
9 k$ e- _7 U% H9 \! S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：
' u3 `6 r3 Q8 C3 P8 ?0 F
3 e) U  N; ]6 y2 x! {（1）原理图：

9 N* a9 k6 f8 Y6 u4 g3 m* O（2）PCB版图

) R1 {6 H, a# d

% ^9 c9 y* C3 L4 _: A. ]9 h. p3.2、变压器绕制工艺：
& G( R6 d4 x- P) ?7 d* b
（1）电路示意图：

（2）规格参数：
3 f: u% Q. F- Z
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
9 [& M5 Y) P' H/ H2）材质：TDK PC40 或同等材质；
- \1 q* c7 l! _. j* v0 N: y- o* T3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
3 k, S* e. h0 n8 C1 R5 V& f+ f' t4）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）；
* _$ o% }8 x# D# ?$ x6 e7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的±5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
: ]( v: Y% l0 T5 ]/ ]8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：
3 ]3 B8 v" ~1 `" f$ H8 A

; n! ~6 A) x; n; v/ g$ v（4）变压器结构图

+ `6 I9 [1 f0 o3 |2 Y8 g3.3、元器件清单：

7 E  ?& {/ _) {; Z. l4 Q3 y04、性能测评
% f6 j, g$ ~7 R4 P- D
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：
6 w* B9 h& U! R7 Y1 P5 s7 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。

: K! N  Q4 i6 `5 U+ k: J表1 、无负载待机功耗（无假负载）：

& r& I! ]' p6 b. ]
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
) u9 L6 R& F' Q: ]- R1 B7 @: t" U

4 U/ F( @0 g& @% F2 S表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：
: K4 k; s) k7 ]: E

表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性

3 ]  L. ^  ^0 P8 g* Z1 P" m4.2、输出特性：
- O, U! }. \/ g
) c/ k  V8 M  x# k' l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：

; K3 |- H0 c9 r9 E表4、线性调整率和负载调整率
% Y% p8 O  x$ S- R" D

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。
9 U' ^. W1 d9 {" Y' g5 M: d
- n- j; w* k! Z表5、电压纹波测试：
7 b* E8 V% M* B, P- A

9 v( C+ |) P- e9 J: ]7 k/ k! L' j, i纹波噪声波形图：

' E6 L8 S2 n8 r2 r$ Y& G

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

, m, I: u! Y/ u6 a

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

- o0 h, W/ G+ F/ N+ y1 q

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

# v4 J9 e" O- A; n3 Z

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

4.3、保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。

8 W  g  O- y# s9 o" E3 }% l4 D6 z4 I9 ~9 \4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
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( u0 B5 s- j# _9 w( S+ W
05、其它重要波形测试
3 y, D3 Q2 n7 q
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
, {9 }8 m  Y8 j2 `% S8 b
+ J4 o' ?, b) _$ Z

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

1 r6 }4 U1 Y7 j) N! H* I

AC230/50Hz，100% Load

' n% |+ @9 o! c& W* D

AC264/50Hz，100% Load

1 N2 z. Z1 N8 r  z7 L$ P& q, C

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms