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

  h+ y* G8 R/ I9 [3 |% ~# r, m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

; o* \" }+ M3 [$ 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。
' w9 Z' k; o+ X5 w* w- j: n

CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

CR5244芯片
2 {( s6 I9 a2 u6 C" K) @
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。
) ]- X  \# \2 f
+ a9 {2 v: `4 A3 R特性：
3 r6 f+ K( v( q3 g" l% a- D
+ y9 M2 f9 |6 D0 c: t9 [● CR5244 是采用内置 600V 高压功率 MOSFET，反激式 PWM 功率开关；

9 l" x& O) X( P5 V" N% C' N● 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；

9 p! l9 H0 _5 J7 l● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
; ^( x; N; f& ^7 p& Q/ K. \
3 q0 t" G: |$ g  T& S$ N1 |● 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”

4 A' k; d. K9 L) E5 o8 W1 e● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
* X4 J: K1 l+ L
● 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。
- q" U# a# P9 X
基本应用
8 `0 K- J2 I" Z: p+ I
电源适配器

  e; j1 A; T1 u- x# x/ k* S开放式电源

: D2 e0 v- d9 |2 |$ ]1 G数码相机和摄像机电源
5 ?$ A# d) r4 U' G* v! ~
& `: F( {; f- H1 B6 j电脑和服务器辅助电源

8 s* l! W) K+ l* E机顶盒电源

0 _0 v$ ]& i2 G1 d/ q+ T; ?( M掌上电脑电源

2 ^+ ~! p- J8 B3 X% N3 M9 B$ r# ^引脚分布

引脚描述

: E4 V6 j: b* C/ Q9 i

3 O% [7 Y- h8 O; [1 o+ s+ |+ ~典型应用
5 W$ l/ w3 C, j) w% e1 t9 H
' \% w1 H: Q1 t! C$ H2 T

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

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。
0 r$ x7 `( E" Q- A
2.1、输入特性
; x2 K/ z& e: {( H' S

2.2、输出特性：
3 g/ v( x+ P& P3 S4 K6 Z

2.3、整机参数：
4 E" {6 x# Y5 E5 u) f* T0 B

2.4、保护功能测试：
' n/ n$ o  L/ T. E* X; t

1 T: d, j/ T, L; G1 }2.5、工作环境：

2.6、测试仪器
* I, B' i; r! K7 |- O

" x) @" V) ?$ `' ~% h$ p3 @! }03、样机结构信息
+ W7 ]7 K5 R0 t3 o! e
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。

9 L8 R4 N2 m' m8 F* Q3.1、电路原理图及 PCB 版图：

（1）原理图：

（2）PCB版图

6 D) U+ y& U; k  U- g' @
  q! P9 z  C5 c, q5 d3.2、变压器绕制工艺：

# H% b3 s) a  l: W（1）电路示意图：

（2）规格参数：

1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
3 w& \; N( P* {1 O3 B% \! z2）材质：TDK PC40 或同等材质；
6 B9 g1 l2 T6 t* _; j3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
; ~4 k% Z8 [5 Z" u+ K+ {" e4）次级: 三层绝缘线
3 v  H% E# O% w% Y* U5）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）)
6 ?" m3 Z9 E+ j& B/ o% r8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
- J8 D# W% W5 t% |1 J2 v9）成品要求:浸凡立水
$ I8 E/ M3 J! N# J
8 N& Q/ f: _4 e9 n5 l/ U(3)、变压器参数：

; N4 d$ u8 [: i# ]7 q（4）变压器结构图

: [1 M/ K. c& N

, o) V$ `: L9 e& o3.3、元器件清单：

; v1 f9 D# ]# ]04、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。
! d! P5 L6 H$ W6 }% g6 Q8 H# l
$ u, p. ^/ s* ]8 D. G$ ^4.1、输入特性：

3 b& H2 r- X. B; r  H$ ]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。
; p! P  _( v% R& E
/ T& a5 E5 s5 N: O6 g& f表1 、无负载待机功耗（无假负载）：
+ f" I" W4 P" O! g

6 Z+ e9 I. T! Q9 X1 v& S
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性

$ \5 x& C. r+ f5 s表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：
9 z9 c% ?2 w# M

表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
7 k! D( ^4 Z9 w' @# b/ B" D

% |- P7 U! W# ~6 x" {- e4.2、输出特性：

注：以下数据均为板端测试：
, X' t: W: X1 A
4.2.1、线性调整率和负载调整率：

  B: `5 j7 X$ `0 m: _; ]7 ^8 {5 b表4、线性调整率和负载调整率

) f& F$ U- A8 O7 u! |4.2.2、输出电压纹波及噪音：
  @/ ]# u$ W% S' U
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。
4 e/ e, E. s2 L. P1 e4 j
表5、电压纹波测试：
( M4 L# c! }( O+ B4 r

纹波噪声波形图：

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

  _+ g7 s" l' E; M6 C

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

4.3、保护功能：
# o8 C8 I! }2 p
  `: D1 D' T- f以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

0 T# d. G9 m4 n
05、其它重要波形测试
. w9 c/ p# d! p& f2 M) B4 U
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
7 O4 h! K/ E3 Y& [' n" j5 E) D

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

; c, Y" L% }; p% U" S7 C

AC264/50Hz，100% Load

# q3 S9 ?  C( `' C2 n& @; d

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms