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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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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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。

CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

CR5244芯片

" t! z5 l$ V5 u0 F4 a$ e3 ~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。
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特性：

* R2 Z; D. N2 o● 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；
) [* ~0 t2 A: K$ i$ t6 P! k; K2 ~
0 t+ H% ~- x' D) j; Z0 r● 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；
; F. y1 q5 c% K+ n/ e. K# [# g
7 o7 \$ C% g# F7 `● 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”

: w4 w: _$ ?$ ~3 g& l. X● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
) V" d8 z2 M5 b* S
: `* e/ @3 w0 e6 y3 Y● 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。

基本应用
2 n) l' ?- b8 o, m0 i$ z
% p0 D$ ]/ B) Z4 F% Y, h电源适配器
9 U) {6 u& T& n
开放式电源

9 h1 i. j1 ?/ K0 F& g2 A  L数码相机和摄像机电源
, P! I+ B8 x; k2 U" j' M
电脑和服务器辅助电源

机顶盒电源
, _' T1 ]$ p0 b9 E& T/ Q
掌上电脑电源
$ s/ _% r& [9 Y' b* K  m
: r7 g: J2 }* F0 ^) K- D8 k  u引脚分布

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' Y! J" w) f& ?) A引脚描述
, u. {0 {% ]$ S' P0 F2 l( V

典型应用
# x* q9 b; K# \6 g

7 ~" C& u# X( o. \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。
  F/ ]- O/ ^2 g# I4 V
$ _  m: `6 V2 X$ C5 c7 U* @' G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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02、样机特性
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+ i- A2 n4 n$ S. g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。
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0 @1 o: Q# ]& H2.1、输入特性
" Z4 k0 v" K8 v  H# r

; R. Y, e/ i0 k, T
2.2、输出特性：

2.3、整机参数：

: @; y0 m; b. K& z6 @2.4、保护功能测试：

, m: t1 `& `& w4 R2.5、工作环境：
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2.6、测试仪器
- @9 ~; n8 @' H# B1 M$ g

03、样机结构信息
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% g6 @0 t8 c1 \* n& J% f/ ^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。
6 ~( ^3 U1 P) w8 q, N* f0 _, F
3.1、电路原理图及 PCB 版图：

（1）原理图：
. o; n* }% O0 X8 E, x2 c: s9 Z

. U* [! Y2 ?* a9 k  n（2）PCB版图

, k* K+ Z" _/ [; ~  b  R  Q

6 L5 V) D' `1 ~) R9 s
5 h( ?0 V) [# U0 F3.2、变压器绕制工艺：
. P  o3 d) |' ~% K  |1 Q3 s+ y3 S. s
（1）电路示意图：

. D; s/ Q. g  L1 p, Z) m8 F7 ~（2）规格参数：

; s) A4 L: R7 F0 F2 v6 v. F1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
8 f+ x* N: X+ C3 a- p3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
5 {! t. n8 E  i, P4）次级: 三层绝缘线
$ x/ _& b; S3 S4 }5 w) b; }" [' j& D5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
* t9 n/ R" x9 o( _/ B6）初级绕组感量Lp：2.65mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
5 Y0 {/ P  l/ m% D8 A7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的±5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
# Y' G% a% n0 ^# v9 _( c8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
5 g1 F9 v, K. y* Y6 ]" \/ N1 B1 W  M9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：

（4）变压器结构图

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" O. X' l2 L$ e0 ]% j2 d/ z3.3、元器件清单：
$ O! k& h" q! Y% }% `. u2 Y7 g

1 Y6 K' X5 x! v3 R# V04、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。

8 v' a4 O% H! j( b/ M4.1、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。
: M3 ?9 P4 \2 T, n# z3 p
& v& B/ L/ \  m' C% N* S7 f$ l- U表1 、无负载待机功耗（无假负载）：
7 y0 H" ?7 J& B6 f) ~2 H. S

8 N# c) f% m  z4 W9 S
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
( _' j5 p2 j2 a+ c! I, u# K

, h3 x" @* B; A2 `0 ]表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：

表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性

4.2、输出特性：
7 M, m# p/ V0 T5 }
6 n7 ^- |$ @* U3 V8 }0 N注：以下数据均为板端测试：

4.2.1、线性调整率和负载调整率：
- @3 u) g, P- s9 \' r- E: s: U
/ @) x+ l6 M% s. q( b5 H8 E表4、线性调整率和负载调整率

4.2.2、输出电压纹波及噪音：
6 U; T; S2 a6 p( ^+ V
8 a0 Q5 g: Z4 d! i# c! o; L$ \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。
# D7 F0 ]2 v' f: K, S8 s" W8 G3 E8 L
% y. b( O4 H& m9 @6 P表5、电压纹波测试：

纹波噪声波形图：

( y6 s) Q( V! e* R3 ?- b3 r8 D! x/ ~

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

7 Z, D5 p2 V- x

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

) [3 w" P9 b5 s0 c/ J& V4.3、保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。

9 l  G5 ~7 W$ U$ N$ R( Q4.3.1、过流保护：

+ Y5 t5 v" k  F
2 ~. e' a  i0 H* n4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
! H: N2 ?2 h: w6 `- d/ h

# \" L8 z7 ~2 [  G$ d2 J' \
05、其它重要波形测试

: |3 H1 Z& n2 V0 tDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
* _: {. t: w: S# ^5 J8 `- \7 r
. m2 u3 G. C0 x( ~& }

AC90/60Hz，100% Load

. K% [) e. ?; D9 @& ~1 m

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

# W: h* |, s- Z0 ]" p' I1 k

AC264/50Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms