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

/ L) v" k: q% V2 [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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1 Y: a% v8 f- j" X2 w) `. o) G01、样机介绍
1 j8 p. |& z; Y9 U1 Q( E( P
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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CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

CR5244芯片
' Q/ _& c3 \( ~7 K$ o1 Y
" O' i1 w! z. a# F+ y5 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。
; ?; O. Q& B: v, ~- D2 c  |! d3 g
  z* }* Y4 i8 U( A' T# L* s! O特性：

● 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；
7 x6 U3 Z- v/ ?9 Q
● 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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6 S2 e8 x  J. ~+ c" k/ B● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
2 P6 ~/ T! [3 m8 F. [
● 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”
2 \1 {# m" C' E
0 c4 g) a' P% [) \0 {● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；

8 P4 V2 J3 {* Z. V● 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。

( Z, U  E  @2 F3 q1 L$ K+ n基本应用
. e# c2 n+ e/ u# k2 y1 R0 e
电源适配器

4 u/ B8 p. v* u; g! P: G开放式电源

数码相机和摄像机电源

电脑和服务器辅助电源

2 T) D0 D) ^5 _# t1 q( q8 x9 _5 U机顶盒电源
& U  q# A7 x, G0 l% R& S1 K# u
& a* X& ^7 ]4 c) p0 [6 b$ q$ K掌上电脑电源

引脚分布
! k+ ]+ e2 {# w( w% U+ [) X

引脚描述
( {5 r8 d0 q/ v$ P& V$ u( m" {

' \- J/ o! I3 k7 T/ A. L8 L4 a) y典型应用

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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。

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。

02、样机特性
1 M4 v/ e- l) C8 Z9 Q
  X1 C* d! d; [/ u/ I8 P$ k4 w0 `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。
" V$ `, \/ _5 G0 O  C5 z3 y! O
2.1、输入特性
' u2 x0 k. }5 C" [7 a! a, Z8 z

8 p9 k& z; v. A2.2、输出特性：

1 m3 y7 A+ m1 h, y2.3、整机参数：

. E- D3 w- d" E  I  a) U
3 q9 U. J8 ?- B9 F8 D9 ?- m2.4、保护功能测试：
6 Y4 B5 {5 Q' v* `, D

2.5、工作环境：

2 ^  n0 @5 M% Q; E) v
1 X( u4 f7 y- F  {: ~2.6、测试仪器
) h+ H3 q8 ~+ K: l6 j- G

9 V# k9 y" ]! I8 `. g7 f! c03、样机结构信息

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：
! R& A# K* b5 b8 t/ T0 @5 r8 ~  h
( H: S% O+ ^& I+ d（1）原理图：

（2）PCB版图
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8 K; U3 R0 U! e. j1 m5 s" y

3.2、变压器绕制工艺：
0 n- I, P% i% S& j# b* Y( Z
* h7 Y' h3 J( I* b  l（1）电路示意图：

（2）规格参数：
7 K# h9 W- g5 h6 v$ t& y+ l* W# F
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
2 |' G, K& a5 z3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
+ J5 D2 X3 n* B- U5 g/ _' ]% g# Y5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
( I6 u5 H4 ]5 R, I. T( P6）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）)
6 K4 G, k! Q6 y, E/ \8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：
- ^: E* H. y. R

/ Y! K0 `" u! F) Y（4）变压器结构图

7 s, ?9 M1 `2 o8 }6 e8 S  H3.3、元器件清单：

& ]  A+ v. _# i$ Q" G! y1 W8 L04、性能测评
6 c4 y2 U$ L# G3 X* u% R2 G
/ z3 _# Y. Y" v7 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。
1 R) h: q; C1 t
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。
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表1 、无负载待机功耗（无假负载）：

2 A$ }- Y: \: f/ U* V% O' F
8 \9 k/ ~, A5 ~3 ]7 N表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性

表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：

9 `& j4 E1 O% P表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性

4.2、输出特性：

注：以下数据均为板端测试：
# z7 t/ k8 M: b1 m
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

- y) n; {4 y/ Q, `: t4.2.2、输出电压纹波及噪音：
2 L1 N4 n& {1 y: x
- l# Y% B9 w  l" E- Y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。
) [, q" n4 s& e0 i
; N+ P6 D8 Q9 U1 {2 {: q- }表5、电压纹波测试：

; G3 i2 C& j2 K& l纹波噪声波形图：

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

" S, F& s& S4 P5 R

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

4.3、保护功能：

$ ~8 q4 ~0 C3 K- g) R以下涉及过流保护、短路保护的测试。
+ y# U/ O/ }- X5 `  M
; d) b3 |/ k1 i" e, R+ x4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
2 p, H$ U1 {% V' K: x/ e

  N0 r' s; `2 l# v. }
  W  g0 o& W! ^) A- A05、其它重要波形测试
9 P( s* C* E- `6 z* y
4 u6 L  ]% H, P; ?" [# YDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
# V5 g( C2 x) O8 \* @* M3 A; r

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

" Y' a: Q1 L. n

AC230/50Hz，100% Load

* B1 i4 F0 N* A& J. G- i! ^

AC264/50Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

  R6 z; l0 H1 {) _: M  Y

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms