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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% P" }% I1 q6 T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！

01、样机介绍

4 O; Q' _! V* f% l0 J) {  M7 @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。
7 H- [7 \% ?- R( y: s
+ f, x9 B+ Z5 G1 N

CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

CR5244芯片
5 M9 i; \: ?& q# B2 l+ W: C; c; O
8 J/ Z' v6 [: x$ k3 B7 tCR5244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。

3 z6 b7 X, d* D% D0 D% k" r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；
6 K* p4 ]6 O6 O5 {
● 内置软启动，减小 MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
' \; d8 N* Z: p( Z7 r  x, K
4 a* d; Z+ d! ]● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的 EMI 特性；
$ D1 @3 u0 q9 `+ O
8 \* w3 V% |% Z● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；

& b! \- _3 a: a$ B● 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”

0 M! X7 f7 A# M( F5 I● 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。

- `4 ~! v8 e" V$ ]4 k2 ~* U基本应用

电源适配器
3 q/ x3 \- b) p  M( i) w
- u! i1 x9 D2 Q开放式电源
3 g8 b1 r+ t* y& n: u  ^
数码相机和摄像机电源

电脑和服务器辅助电源
5 Z: m; G% O; R) ^6 q
机顶盒电源

( S' U/ w: ]% j/ u掌上电脑电源

9 y& v* q, o: V" n引脚分布

. \  ]/ Q5 |- b8 Y0 I! }5 j引脚描述
& K, w! k- ~* Q; y1 b
7 e: w$ n; b! T5 C/ X- J

典型应用
1 {4 C6 ]- y) X8 _4 }  J1 f3 J
" x4 r. A0 t. G, f' T6 n

" x: m) y* L, u' @) R: Z% d+ U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。
9 Y6 _# N& u; z! S; e* U
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。

0 h" s: G/ H3 B& p% Q02、样机特性
/ L( _! w9 D0 Q6 a/ G% K
* c! X# C# X  j2 U6 F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。
1 h8 W) s$ a; _' b( D
2.1、输入特性

8 ~0 [4 f. y" y" Y/ \) a
2.2、输出特性：

2.3、整机参数：
9 i: @8 S, L, {5 ?+ o5 D- E$ P

$ t) P+ O% r5 w8 ?
2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
6 C) U/ b9 P% h# n! z

+ f% o9 o9 \5 m" S
2.6、测试仪器

" Y  {$ K! i. e$ |1 e" {03、样机结构信息

9 z1 a* }  k  Q! I$ R5 M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：

+ p/ c7 ]' e1 O. e+ ?（1）原理图：
7 N- F( u' ]1 c) n! e. K  ]

（2）PCB版图

' w+ L; j; J' P2 ^* \
- b" M; l, b* H, @' h  c3.2、变压器绕制工艺：
% {. J$ U& [  U$ S; c, W4 J
' u- _! l7 c% U- E（1）电路示意图：
2 e! o! k1 U( w  C) m# T

0 Y& K3 ~( T) V+ S  }: u9 s" Y（2）规格参数：
6 o; u7 X. G3 x/ @6 R6 l( A3 H
1）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
4）次级: 三层绝缘线
" I# N# [$ c( B1 Y# l; M* m* {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）)
5 R9 n) T& y+ ^- @* t) k8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
* o7 `- }3 M) N( v
(3)、变压器参数：
  b2 a' q9 [* s* N2 J0 d4 O

（4）变压器结构图

3.3、元器件清单：
% ?0 u! }0 d8 @; _5 C. u

& x; K2 r. V9 n; U% s" a1 Y- K04、性能测评

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。

表1 、无负载待机功耗（无假负载）：
7 B# n7 q- }7 M" F" Y8 P

" O- f, ^3 w1 I- ^7 X表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
5 G  q9 o* o( A2 \

表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：

表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
  p4 b2 T* N7 O2 {) B( B5 E5 a

4.2、输出特性：

注：以下数据均为板端测试：
+ V" K  z! c5 S8 t1 r: z9 H+ w
& {1 f0 Z% d/ Z( m8 {( A4.2.1、线性调整率和负载调整率：

# v0 A5 m+ t8 p- @  \表4、线性调整率和负载调整率
) M2 u  k; A. I, A2 n$ L

3 o% e: V" ~6 w6 o  B) R4.2.2、输出电压纹波及噪音：
. P' T- ~2 L4 U% l8 ^: ^
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。

- Y' s3 h  J7 ]* |  A表5、电压纹波测试：
9 G2 ^9 K& K' g/ z3 {7 Y

8 ]6 ~" \, Z& @* }, K$ W- F% a纹波噪声波形图：

1 N/ l$ p9 p8 p, S+ X

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

9 h; S3 e6 o0 p! z3 Z

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

4.3、保护功能：
6 g' e( L& S9 [& ~+ Q
% s6 u1 Z" B7 l) Q) o9 c以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：

+ k( P5 {. C% d4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
; z) e! e6 l4 e$ Z/ Z( |+ e

05、其它重要波形测试
7 U4 K. R! p- F8 M* z% M
) ]2 N" ?  I. v/ g3 C" |( [" VDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
! r) ?; [/ \- O  ]3 `

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

- X+ ^! ^& m) O

AC264/50Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

- c* G3 \' S# I8 y3 h- F5 k

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms