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

) z: z! N+ |0 B; q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！

* {( V% ^4 y& r' B+ s01、样机介绍
& b* u- v2 _0 F1 [, a8 I# Q
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。

* n$ R1 K( I$ [# C; ~

CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

CR5244芯片
; A# \  v: ?3 C$ D
3 G" e3 q. J  D( ~, {+ iCR5244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：

● CR5244 是采用内置 600V 高压功率 MOSFET，反激式 PWM 功率开关；
2 p: V# a! K3 p0 S" h1 }
● 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；
+ y6 O1 S( W4 U; t6 Z$ h, r7 ^2 l# d
● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；

● 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”

5 }$ {  L0 D! k0 M9 S% i: C2 C● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
  l2 W. U  l; {. c# E
● 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。

" l4 S$ h9 U6 A9 C5 M. M& N基本应用
' |5 I" K! w! ^8 c$ T* Y% k5 i
9 q8 R7 b. S5 I8 {3 s: j9 w% q电源适配器

+ Y, Q2 Q* B' x3 j! D; v. ~7 J开放式电源
6 T- C! x) G- T, b. U- `
% C: R+ M8 L( z; Z" W数码相机和摄像机电源
: P, H4 f0 S. u# X& |! H
, ~+ u1 v, {0 h7 T2 Q电脑和服务器辅助电源
# ]% x/ M0 Y* s3 R; w' L3 a
机顶盒电源
& G9 J3 Q* ]9 `7 w1 s
掌上电脑电源
/ N1 U8 k, E. @" f" J8 [6 R% `1 ]4 k
4 ]8 M; j0 Z; Q5 C7 H引脚分布

, Q1 @* m. T; \: a9 J4 e3 H6 Z引脚描述
8 b# M' P/ r/ O# R5 ?# h
3 h% j% c! b% ^& l/ @

" R2 w0 g" k8 |6 d7 [典型应用
/ H0 K. Q" r1 n- c2 c; T

+ |; o+ h. f. E& m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。
; x! d) _6 C0 N/ S5 a3 p# `
& g$ d% i2 J% }# \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。

9 V8 N" u1 s7 G: v: a* U02、样机特性
. h  ^( d: S( A! M3 J
' c; W2 G# K. F3 o' ]# k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。
& k! H' i( T$ o0 v
2.1、输入特性
. I1 ?4 C: }. k

% T* b, M0 ^& {( q8 a' j) A
2.2、输出特性：

2.3、整机参数：

  x* E+ ]; ?' M8 R: {# e) C
2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

  z( \& @+ e4 `8 N/ e. d+ W
1 C: R3 _) l2 |1 s' }! ?2.6、测试仪器

  j! ~) n7 ]+ a9 T8 R2 P% Y03、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。
. G. A2 c# S& H* J* {: `. K/ T+ o, c
3.1、电路原理图及 PCB 版图：
  |4 p7 G- U: J" P4 {  ~. E2 _
（1）原理图：

（2）PCB版图

+ s2 _% X8 t% C/ m+ A& h
7 ]$ u6 J0 [; K. I7 Z0 A7 y3.2、变压器绕制工艺：
% I4 X8 s4 q2 }* I% l$ i. d: H
（1）电路示意图：

（2）规格参数：

1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
1 r9 f0 f$ i+ j/ M' v8 b+ E8 H8 l2）材质：TDK PC40 或同等材质；
' }% O2 d  o1 b3 V6 U0 |3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
: S, `" r) z4 n7 P4）次级: 三层绝缘线
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
- E1 @9 `! F! i6）初级绕组感量Lp：2.65mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
3 m3 u, E( ~/ \8 |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）)
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
3 g8 r' L3 x) E2 X9）成品要求:浸凡立水

+ w: @% y3 B. ?8 M' t2 Y* Q(3)、变压器参数：
& k: u* {( k7 H  I' w2 {

( y2 p, ^$ F5 `. T1 M- {6 |（4）变压器结构图
: b, W5 u6 C! g- m* X1 j

) n. O2 F6 a6 M2 {3.3、元器件清单：
' A/ s3 ?6 p' W" l

6 k; p1 j% r) ~9 q' z- p04、性能测评

4 ^5 H4 U0 \! q' M6 Z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。
  ~/ V  S  ^2 ~$ H8 I9 w9 F2 }! i
4.1、输入特性：
, M+ K8 R7 f" z, N2 H5 \- b: Z
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。
+ `7 X, F6 o' G% N& W% E
表1 、无负载待机功耗（无假负载）：
- M5 C5 f% y' Y

, G3 b3 ~! M4 j% q! [0 Y+ x9 |- S- g表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
6 @; |9 x8 C5 w3 |, V6 ?

表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：
. H, M: H. U5 I$ L: \

" k3 e' R- j8 p表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性

4.2、输出特性：
2 ?9 W$ M# E6 s1 T! U0 F& a
注：以下数据均为板端测试：

. ?. f1 E: a+ W0 K8 U4.2.1、线性调整率和负载调整率：
1 W/ ^, W" v2 u* {$ g' j7 y
表4、线性调整率和负载调整率
3 I: v8 R3 d4 c: |* x3 m

4.2.2、输出电压纹波及噪音：

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 K8 m4 B! D; K9 `  a2 J
表5、电压纹波测试：

纹波噪声波形图：

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

8 _% A! K4 g. H) u' [6 C& }

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

  s0 z% D* n) T5 R% w5 t# R. x# |' [2 D4.3、保护功能：
" N0 k( V$ x6 G$ @  k( A6 L
6 ^" I1 D5 t7 q! b" N以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：
+ c: X- c; b, {

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

7 I5 ]  ^# }. F5 ?3 z  P
05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
8 O4 j4 U4 N) k) @8 F9 L0 O
# b* @% P$ \- F. {( [- M+ `

AC90/60Hz，100% Load

: L/ v6 A3 e1 t. @1 d7 ^7 a8 B

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

% l, W+ s4 v7 P) Z2 V7 n

AC264/50Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

: ^" x2 ^6 \; Z4 \

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms