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

3 z4 R5 P- n) |/ o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！

! c' F: s5 r6 E8 Q3 M01、样机介绍

/ m% W( S! _) t% X. {, s6 W# \) H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。

CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

CR5244芯片

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：
* u3 A) Y7 p2 }2 L, P
● CR5244 是采用内置 600V 高压功率 MOSFET，反激式 PWM 功率开关；
, |& ~% c. [3 x" q4 H
● 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；
/ U, E3 s$ H, ^. ~
1 ^7 W) k9 C  E$ U2 e& C9 T● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；

- R8 y6 Q; K* z, h- {# [● 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”

+ m6 \, |* d, i● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；

/ y  i1 c8 x0 p* l1 _● 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。

- H0 L5 X$ B, ~! Y3 I基本应用
4 w/ f* K, Z- a  I
  ~$ [- Y+ ]: R" N/ {" D电源适配器

开放式电源

* r6 A+ G! L7 j数码相机和摄像机电源
+ S! [8 W- S( W- ?1 A2 K
电脑和服务器辅助电源

) Z6 J8 q" w) m9 y! Q0 _机顶盒电源
" Q  ?: Y" J; \) S0 Q
掌上电脑电源
) W5 s" ~6 a- ~3 x9 B
- h! z, t4 v  c引脚分布
) {# w+ H4 @" X- [1 o1 a

. Z0 n+ B1 x* r0 u- G引脚描述
+ q8 y; T8 M3 i7 J

典型应用
) f) ]& F/ Q1 _
& [( O; N% V9 X- O

$ t) ]7 _- i- {- S+ X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。

1 `8 I4 X) x! r" s: Q' L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。
* m' C/ H* {0 j; f8 p- c' m3 p1 J
  @% I0 ^) {4 _8 g8 a2 o02、样机特性

* w: W' X% S1 F" O' r9 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。
/ I; N) Z+ ]. Z
2.1、输入特性
/ ]$ x2 x9 ^9 a1 b& x8 n

8 o( g/ P  K3 F* W/ U, c6 E5 ^
5 e& t' R" B! t; E2 |( H2.2、输出特性：

2.3、整机参数：

* |+ W4 \; Z- p
- b4 c0 Q  o/ v( q- b+ F+ O% D2.4、保护功能测试：
0 Z7 Z! r8 z! q% d7 f$ v

7 D  L$ Q" @0 H6 d8 L  J, B' |$ ?2.5、工作环境：
4 [+ w- J6 U4 u

0 `- `) ]1 h5 b8 ?& M1 R: y( a# C
, d* S% h' p! R* N) l/ \2.6、测试仪器
- p, H, p/ ]2 w' O& \+ E

$ b, s9 z+ f- Z& `+ o03、样机结构信息
! A# I- `2 W* E. D3 n: a
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。

8 W' t8 ^$ G& [: Z1 T0 K3.1、电路原理图及 PCB 版图：

8 P  ~8 k4 E' B' m) v3 x（1）原理图：
0 }! O4 t. u5 e2 |, M

（2）PCB版图

3.2、变压器绕制工艺：
$ W% Y0 [( F9 l3 h
7 Q: e' c3 B- e1 \: z4 O（1）电路示意图：
, O* {; g8 y5 y/ B: H: H/ ^0 l: j3 _

1 e* ^, Z" A0 }: H8 F（2）规格参数：
7 a8 o; ^( l" H" z. |/ ~# l9 P
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
$ p! ~! k& l! ?; e6 `% |6 v3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
* ?: z( H9 V' z& i1 V5）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 p# d9 M4 X+ l; l; M  c, |+ `" M! e8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
* K0 ~/ N- ~+ L8 M0 r
(3)、变压器参数：
  Y, ?+ g8 h( e0 \  ~

（4）变压器结构图

3 f8 a! h% Y. b3.3、元器件清单：
2 O% Y; B1 i; l  J- P" z

# k' i  W& O) l! p5 p3 ~% X04、性能测评
$ u3 C7 k6 q4 ]1 M: v' e; @4 m
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。
/ h* `0 ~" `3 n) W1 W8 z
. a8 ^7 W4 U( ]* D, [/ u4.1、输入特性：

2 e$ C9 `8 @/ L) A& Y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）：
8 Q, I4 i6 |. S- T; Q! A

- a0 Z2 H) F1 t
) f8 _* ]' r7 j表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
' Y6 B" \6 ?6 m' G* S( X4 P

表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：

: V- `; @1 Z% `7 S! j& ?表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
. V" m# M* y+ A, {  V5 x. A

4.2、输出特性：
6 G, H  i0 x, |) T: S3 p+ ]! E
) y* P" x; W* V+ A3 S  U: K注：以下数据均为板端测试：
7 t) K* O* ^( B) d: T
4.2.1、线性调整率和负载调整率：

表4、线性调整率和负载调整率
, T" A1 S; T3 y, w+ @% i" j0 H

4.2.2、输出电压纹波及噪音：
- R- j# N) i2 `3 v
9 R+ ]1 H- q9 `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。

7 Q% ~+ p8 f6 P8 K$ h5 O( \表5、电压纹波测试：

纹波噪声波形图：

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

  q* V( i7 O3 F

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

% {9 z! [+ A7 T4.3、保护功能：

& {5 T* G' P9 Y以下涉及过流保护、短路保护的测试。

5 j3 l2 z+ F, `. C0 [2 N4.3.1、过流保护：
% N9 R' T$ m1 Z7 r3 z3 h

6 ]' w1 ?1 y0 _% e, {- |0 f
. t5 M5 Q  @1 {9 ^* A4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
9 M! c% n# s- \% t7 m5 w7 E

05、其它重要波形测试
' J! m$ ~, b% R, T2 G
, Y  z" q) Q8 l8 l; t1 jDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
( w7 `/ a  X' D# f( n* I! ]
: s7 j. ^& h1 I3 y

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

, v: s/ {$ c3 |- q8 K/ J

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms