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 l9 r1 @+ n; J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！
6 W- V6 t) ~2 z
' D/ `4 X* x1 j" h0 Z5 u- ^01、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。
; C: ~* a& ?- o; w( W" j
( E/ ]" U) G" t0 l. F' G2 Q& L

CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

* u* n7 _5 C; g$ V& wCR5244芯片
+ I" P/ O' h; E# E% s' y+ I
  C' c# j' j2 R5 J! A8 o% VCR5244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。

! _$ \) A- e+ z) r& ~2 e特性：
% I# V0 U! S7 B) j3 F7 f; b  A
/ Q5 |& M1 C- S! @! s● CR5244 是采用内置 600V 高压功率 MOSFET，反激式 PWM 功率开关；

● 内置软启动，减小 MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
* h4 x, V9 {* z+ h9 F
, k' u. Z. A* O- A! c● 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；

2 b& `1 c$ ?% I; {3 Z● 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”
/ B/ ?, H0 u/ ~+ B8 N
● 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。
. F8 o  \  D& p- c
. Q# s3 w* z1 G6 g( H( s; n' u基本应用

电源适配器
# e/ e8 N  E  H2 w
开放式电源

$ e, V3 U6 r% e+ \" g0 p# B数码相机和摄像机电源

# j: u. l* K, q: }% O4 }电脑和服务器辅助电源
3 Z# S. Z6 A! g" V: C
6 @& C/ b. w+ e$ v( ^机顶盒电源

掌上电脑电源
, s( A/ ]% M& ?) M( ?# _, p6 z
引脚分布
1 [0 }; q# S3 k/ D) i

+ b: {. h* {& E+ T3 U; O9 X3 j+ o) B引脚描述

* s0 k: k8 Y" g; g, x典型应用

7 Z- w  P: L* p6 C2 t% R; c& u9 a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。
- y" v$ q+ u; g
5 l" N  f9 f1 T5 a- 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。

: r, V/ j" L7 C02、样机特性
/ Q' T# b  H7 F5 S7 ^  E
4 ~6 n$ [* @! c2 g3 r8 x. s& x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。
/ {. k4 Q" \+ U9 Q
2.1、输入特性
( L1 s: Z" n* P

2.2、输出特性：

& @) Q3 ]$ Q  }2.3、整机参数：

% @4 C# E7 i- x5 `. z2.4、保护功能测试：
# [( K* I0 ?( m) i2 J! o0 J/ d( U( y. s

9 h3 {5 F& j: ^2 k; k2.5、工作环境：

* B# X) o, f: G. I! E
1 S6 P8 B, R- t0 l7 N9 o. X2.6、测试仪器
6 G# j+ k$ o; u$ l# N1 R' U

03、样机结构信息

; g7 s9 ~/ z" p& N( s9 X1 T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。
% f  Q7 f; J  a4 w8 P8 d
3.1、电路原理图及 PCB 版图：
' A1 N: k9 g5 e% s0 w$ \6 b
2 [3 I" |& `! a/ Z- r" W（1）原理图：

4 w( A3 f/ g& m: S  f# j（2）PCB版图

* I0 L" U" N1 ]; N9 I2 z, I* H: N6 s" G

3.2、变压器绕制工艺：

（1）电路示意图：
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1 O9 c# F  Y: `% V/ {. A; ~（2）规格参数：
- e  o2 m( |7 Y, C9 W5 L6 I
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
7 c1 ^, t5 l# o& r7 r! r6 S5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
& Q6 `6 Q" Y  n/ V/ u7 \2 Z  f6）初级绕组感量Lp：2.65mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
4 n  f1 S6 R3 ~. t2 [% D& P1 N7）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)、变压器参数：
' e6 p5 K- s( h$ E! w9 P

（4）变压器结构图
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: i+ R% A  A- l7 A1 f5 y

3.3、元器件清单：

04、性能测评
' R9 K7 r- P* n% R1 s" c- ^2 w
+ f( ?; Q! \- J( p$ }( l, |3 K# a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。
' B+ l' l: L$ ^% N
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）：
" F' Y- q3 M! G' d% P

表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
2 F- L: r5 n& b0 W6 {; J" q

表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：
6 u( P7 Q9 S  e' a% _" J+ }( k

9 P8 B) [: ~# ^6 n/ {' a表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
8 ?3 A4 a. t( z" J

. R4 \7 i4 C# H) I, U, y4 T4.2、输出特性：

注：以下数据均为板端测试：
, C; }* S# H: ^  k: L4 N
3 o4 i7 I; n9 B% q/ N) o  e4.2.1、线性调整率和负载调整率：
& [8 h! i, Q0 b
表4、线性调整率和负载调整率

! E$ r% _9 V% D4.2.2、输出电压纹波及噪音：
* o- X3 D7 [- x( m9 b5 u+ s
6 k# m9 h9 ~' d  Q7 ^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。
1 ?0 x$ D# @5 h' U% S8 ~9 C
7 `0 G/ p9 Z8 _表5、电压纹波测试：
* i: l% [* T4 }) z2 a

7 I2 ^9 w, c+ @( `纹波噪声波形图：
  M  z& o7 M2 X! s" @. Y
/ r9 h& P$ J, k+ A. ]

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

/ Z# F9 D1 o+ l

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

" k' n' `& U' A( J3 p+ V

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

4.3、保护功能：
. s* |+ K3 ?5 T, a  ?; \" ~
% p# q$ B4 k& V以下涉及过流保护、短路保护的测试。
8 a/ c2 `  O% n. `# X$ F
: t" M1 a8 q5 ^4 z7 R# M+ p; |4.3.1、过流保护：

8 T3 t' l$ E: W) s3 r, U
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

' N3 C: \, H/ k
+ y1 }% q. u+ ]# p; ^7 r8 t& m05、其它重要波形测试

2 P( p- r2 L' S; V, p) l) r) s2 o% ]DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

/ E! N2 m, k& @+ ?: l# X: ?

AC90/60Hz，100% Load

9 {  L1 m% r! D6 R* @0 y. C, c

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

& f* ]. N# p4 x) `# y. f# z0 z

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

* l. U0 V7 C  t' j, @

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms