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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5 X6 T; r8 \- F" \# i8 H: a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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- Q  H; |) |" H3 ^( O9 d1 ]01、样机介绍

. J0 T1 g" h* K5 ~/ ?5 k; b. 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。

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CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

CR5244芯片
! I  }2 p4 ^- j  c8 P7 k9 [4 y  Y
! H# z& t: B- [0 [$ b% E# i6 ^- }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。
$ {/ E4 {, }5 t1 o% U
: B6 S- h, s# x, K特性：

; a! c; k4 b3 L8 H' U" n! S● CR5244 是采用内置 600V 高压功率 MOSFET，反激式 PWM 功率开关；
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● 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；
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: I+ a* [4 h- s$ j● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
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● 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”

! u; m0 ?$ Z$ j! p● 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。
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0 ^: L3 |2 n4 E/ Z# C+ h* U& r基本应用
; I# F5 {, e8 w4 X9 r! ]
电源适配器
! G: c* \5 g$ n1 E+ i6 h, N  I
. ~0 K: k; N9 |! n$ w& s开放式电源

数码相机和摄像机电源
6 g6 u: S4 N' K: W7 q; S
电脑和服务器辅助电源
% c0 E- g& Y, e" G. A7 o0 T7 b" o3 Z
. f. ~& @, c3 l7 N机顶盒电源
$ v  Q! q1 @9 |/ }
8 k7 y* I. R' C$ r/ u掌上电脑电源

" J: ?# e: @- d) D! E引脚分布

+ w3 ?( \( Z) h

引脚描述

% c# H' R8 K$ m) h

典型应用

1 f$ B+ R" W8 Y6 r: b) m

2 k3 A* ^" w, K- S0 b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。
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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。
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7 P5 `. s5 F3 @: d+ w( X$ A02、样机特性

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。

2.1、输入特性
) m+ d' k. [% [" w: h

2.2、输出特性：
$ G1 f; D: g/ X) h) D

2 K8 l2 C" A5 S2.3、整机参数：

5 R2 Y( F8 ^+ ~6 Z# a# n" b! P3 h2.4、保护功能测试：
% J. K; _4 ]7 O$ t! r& u9 g( V

! z. v2 W! q0 M2 o' H. i2.5、工作环境：

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$ ~: m8 ]$ [$ \/ L/ t$ e2.6、测试仪器

; C' }0 g1 s  [2 J! `  P, {03、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。
: Z# U9 p- H" C0 X; s
0 k. ^- h  p- m* t5 M3.1、电路原理图及 PCB 版图：

/ u6 S$ |3 i1 t/ N（1）原理图：
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8 ]9 Y# v1 d0 ^  x' R$ g（2）PCB版图
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2 J. F( x5 i4 S
3.2、变压器绕制工艺：
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（1）电路示意图：

* {8 v- _( q2 f# R( {（2）规格参数：

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
! i+ A6 T/ o# c# w! ~; v- t& i4）次级: 三层绝缘线
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
% u! `, q) T- H2 D+ Q* ?3 e6）初级绕组感量Lp：2.65mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
% C/ z, R, a- N& u5 E7）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
4 C' D$ D3 O- g) F" z9）成品要求:浸凡立水
( [1 U5 O6 D: H: Y, c/ O1 A
(3)、变压器参数：

（4）变压器结构图

" f" C- b. E; F0 B$ `+ i3.3、元器件清单：
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04、性能测评
; G3 g. \. ^3 i4 F( 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。

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。
. {, @3 P2 J+ q+ m. J# h6 ]5 `
# L+ m$ ~$ x& r+ R9 n( }9 Q* m1 u9 J8 \表1 、无负载待机功耗（无假负载）：

7 w' d; b5 N6 P. t: @, j3 b( g
/ T' [7 ?! A1 ~! T& C2 a8 ?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：
6 U; d/ S; Q+ Z4 g

. U$ K, P* x  ~/ i, U: P表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性

* M0 l7 G1 p! S4.2、输出特性：
  E2 \$ J+ S$ w
4 O6 _" A% O6 `6 C8 {注：以下数据均为板端测试：

3 Y+ }# @% s7 f$ {4.2.1、线性调整率和负载调整率：
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表4、线性调整率和负载调整率
) d1 A1 g# D: n8 d! f

4.2.2、输出电压纹波及噪音：
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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。

表5、电压纹波测试：
/ g$ A+ b7 J9 U8 i4 o  ?3 a

. f' E2 n4 Q- U' w3 I纹波噪声波形图：

! n& w2 |7 N& I5 Y$ c! g- _, t* E

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

0 J+ R) @2 f: l$ |( k* g. G, z

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

5 V4 f2 Q( h. f6 H. D1 H

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

4.3、保护功能：
- i, X7 Z) I2 R; r4 n% J
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
" E" v4 B4 w; l" A" ?' ~% f
* O5 I, o8 J/ p+ l  j$ e; {4.3.1、过流保护：
+ u2 l% v, m' ~- U$ H8 M/ ^

# t4 b- I% o" N& l, F$ }  p4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
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* |$ _1 _/ v/ M1 }5 U# Y, s
05、其它重要波形测试

7 h: Z' Y7 V7 Y) w; c3 A& ^7 gDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

8 ^# g% d6 U, o7 {$ o

AC90/60Hz，100% Load

5 b! d8 w6 {0 _( K  f0 [% G" h: {

AC115/60Hz，100% Load

/ M, V' \! G- e) a3 {& ^

AC230/50Hz，100% Load

8 E, G1 p* Q1 j- f$ ^; i- c

AC264/50Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

# A' p, h. }! F7 d6 @$ u: p3 ]

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms