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

6 |: v$ ~& U3 v) r
1 F" e% m& o) M/ E$ f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！

/ Y) F) n0 u  h' g01、样机介绍

. p: ^$ U0 e! Q  n5 V# p/ n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。
: \2 O& q  k, w: T9 W5 V

CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

0 c4 D; Y  P3 G3 C! mCR5244芯片
( c& b3 E, N2 V" M8 i; M
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。

特性：
' n0 X) E& U: Z
● CR5244 是采用内置 600V 高压功率 MOSFET，反激式 PWM 功率开关；
% O' z/ k. N9 x6 W: l" G8 P
● 内置软启动，减小 MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；

" V/ i8 E* y! c- Z/ L$ l0 W% Y● 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”

● 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

开放式电源
. @3 r; D- Q& W* ~& M6 _
数码相机和摄像机电源
- M2 x7 E) o( U& x) y) S4 c
  J1 Y9 m' M& e电脑和服务器辅助电源
; o2 T5 E4 F9 r' ?. P
机顶盒电源
' N( p. I1 j. e! V* d5 S
: L6 ~7 [/ w% [) \掌上电脑电源

4 j' Q. h. p( D, p引脚分布

9 O9 P+ u- O6 e* ^* q% I引脚描述

2 O2 k( c+ [7 n3 l- h4 i$ ~: ?

" R, d$ T  P, h典型应用
+ s/ a" }# N, L1 K* ~; ?0 b4 p
4 t3 e+ I  K# v: Z

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。
5 h# m$ R; e! g$ _4 Y
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。

- i. i; K) v7 \( O8 a# |7 g02、样机特性
$ Y  X) T. x# Y* O
1 e8 ]3 F( \* O! p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。
: Z0 z6 Z; f# w" w( L
3 ~1 v1 n) Y' ?# `, ?/ q2.1、输入特性

2.2、输出特性：

2.3、整机参数：

$ ]" S6 a, ~7 T2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

4 j+ H# R# _! K# J7 e; {# }& P
1 q- R, X! \1 [4 O2.6、测试仪器
$ {  a" r9 I0 |4 S

! i8 _& Z- ~9 H/ J3 h! |" Y03、样机结构信息
" H, g+ Q; [4 i0 x* S9 ?
/ O# J: L/ \% h  F" x8 e* G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。

! X& F. \% d5 C" a3.1、电路原理图及 PCB 版图：
) Z! i7 p$ y0 Y6 w
（1）原理图：
' P' O, E* m) l

& Q0 {0 X& h. H（2）PCB版图

  D! i, P, q5 R" p0 n7 X( t  w

, {2 e  o. q2 m
' d+ r! l4 i% W& k% W- l3 O3.2、变压器绕制工艺：
  j( X- D8 h0 w2 A- A& {4 L$ A
（1）电路示意图：
1 U6 X: A- x: R3 G) [% B

$ ~5 N. {. v; Z% i! Y9 }（2）规格参数：
" I, l: y& ^3 T, r
' h2 `8 D; V, {$ O; k! d/ e1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
; Z9 H0 W/ ?3 m: ]8 a. V4）次级: 三层绝缘线
0 I$ n/ p) i2 W( N% F) {( J# p5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
6 S% T" d- v+ M* d: Y3 ~( O0 F6）初级绕组感量Lp：2.65mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
# q9 O: q6 P* ~( s  q7）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

: |3 \9 A& R$ ]& F( G(3)、变压器参数：
& ~, {2 ?+ D. w4 ]$ \5 ^9 W

（4）变压器结构图
- w' y( W- M  ^- F

3.3、元器件清单：

- D! T2 A; O/ y  h) l1 `& ~04、性能测评
# r+ ]! }' B, T4 f# n
! l! N0 G1 D2 P: S8 [- v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。
2 Z1 l  u7 d. t
4.1、输入特性：

" F" K( q2 E& ~! M2 \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。

4 ~" i. j. Q$ G7 Z. B* ^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

6 B4 Z+ ^: \! O' f9 ]6 b/ U& G表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：
! u; Y" M/ m& t7 S: L, }

& U; `5 h; a* M( t表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性

4.2、输出特性：

  Y, c% x- b( f  @7 f6 S% Y* y注：以下数据均为板端测试：
! `: M* h9 @6 }3 {4 Z
* D" `, T2 ~9 t4.2.1、线性调整率和负载调整率：

表4、线性调整率和负载调整率

9 U6 l1 R: q$ j; s5 e, X4.2.2、输出电压纹波及噪音：
% M7 f7 Q  C) R+ U9 I$ k) Q: y
, k1 m! [; `$ d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。

6 v* {9 K$ N2 Q+ H! S  ?* g表5、电压纹波测试：
) R& ^& \! v' m5 V- `! ~

纹波噪声波形图：

  c( j+ o/ h/ a  j+ W

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

" S) V! U0 |3 p8 n% M5 c6 D. l

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

4.3、保护功能：
  @' N. b" H+ M9 A
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：

! o7 i  i$ |3 k% G3 H( O: z+ k
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
) [1 k* t$ c% N+ C

' k; S& n' F$ d9 Z3 T
6 \1 d' e8 K3 f, [' C' [05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

# p! d- F2 F# c' A

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

" R  Z" z/ g: N  a4 X

AC230/50Hz，100% Load

* U2 v( o& u8 u0 U% O5 u

AC264/50Hz，100% Load

) u8 n* d+ z: i7 U

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms