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

4 C. V" Y. d8 p& ^: p1 G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
2 U6 a0 W# Y# ~; Q' |1 T
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
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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。

特性：
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● CR5244 是采用内置 600V 高压功率 MOSFET，反激式 PWM 功率开关；

) L3 z. @6 x9 r5 X3 o) [* {3 k● 内置软启动，减小 MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
4 n8 T5 x* B% s
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的 EMI 特性；

" ]2 M0 {' R: `& d- n( G  c. u● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
3 {/ i6 X. I6 Y, m( l# O" s
● 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”
' I! V: D1 P( E
, Q4 U  _/ j9 t  f5 M* ]9 e● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
  B5 {4 a1 J: M4 r; B8 Z- t
5 p: y' y8 h, o● 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。
9 Z5 b; o) t( {$ j3 g
基本应用
5 |* T# P, ?2 A3 O( g
. B* n! e% r8 t) Y电源适配器
9 H$ Y& ]* T; u# _6 V5 R( d: \
开放式电源

# P! d3 l) c& G& v; ?数码相机和摄像机电源

' e7 O# O& |: a& }: o5 G电脑和服务器辅助电源

- }* L, k3 f# h, {机顶盒电源
) F' |1 s) O, o9 m0 a1 p1 `5 H$ |4 s
掌上电脑电源
' i: H* m  j0 S3 h
3 }. |; X3 q# g: y" s% b! Z* K引脚分布

" C  e2 Y3 L6 K引脚描述

7 f5 |& u/ i! e

9 G5 c; z8 j; }3 t) C+ ]4 U* A典型应用

" u9 s8 H) {& W/ u

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。
+ K% ^# I# \9 |( J8 S, [
, g2 t2 m! g8 P# ?2 |6 I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 G1 q- N' P! R4 Y; i# e02、样机特性
) r& s0 x8 J& z- T5 B& s
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。
9 V* j" J' C. J2 h1 v2 K7 a
# T$ D# {9 Q8 {! o' Z7 q2.1、输入特性
3 n! N0 O9 G/ ^9 q7 V- V: _" L

2.2、输出特性：

2.3、整机参数：
* R6 c3 L, l; U+ C$ u8 j

2.4、保护功能测试：
8 P2 d; L4 B: S+ y9 G

2.5、工作环境：
: I: p* t! }8 ~" F& i% l

+ z9 T" M7 D8 T  M6 Y3 O6 g; y) g2.6、测试仪器

03、样机结构信息
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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。

5 b( V9 J( B0 H$ p3.1、电路原理图及 PCB 版图：
* h; [2 ]+ u% W/ t5 `4 W7 Y0 I; {
$ c; y; |* A5 ?: N3 E0 {* ?8 V5 W$ R+ g（1）原理图：
0 D% i3 R% Z& g) w. Z

1 J' `6 Y+ v6 Y$ k" U' Q" h（2）PCB版图

3.2、变压器绕制工艺：

（1）电路示意图：

（2）规格参数：

( \; a0 v5 y# r4 y* _  y1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
$ G7 I0 `) z( o1 c  d6 N( X2）材质：TDK PC40 或同等材质；
0 h1 Z6 j, Y; P8 A4 f/ D0 j3）初级、反馈、屏蔽：2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
9 O- h: t. s2 P3 o- Z6）初级绕组感量Lp：2.65mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
" L4 U2 y8 t2 x- Q. L! [$ H  i, {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）)
+ I2 Q6 J6 v( k6 d2 D8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
+ t! y" J4 f7 p5 o9）成品要求:浸凡立水
/ W( ^7 I# _- M/ z- A7 A/ P% J
& p& u; W/ f+ t  M5 d(3)、变压器参数：
" a3 f2 c8 Y. z; ~$ ?( _/ X

（4）变压器结构图
: q8 p1 M; Y! R
. a/ p9 A+ V' @% b% U- w! E

3.3、元器件清单：
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04、性能测评
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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。
5 r- z% Y5 A9 ?* _) y
  s+ Q- W& A! D表1 、无负载待机功耗（无假负载）：

! X) M  t; `6 Z2 F' q: }8 j' F
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性

5 g. R0 O8 Y! L2 W& }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：
2 t2 L8 x6 v$ m% O! c% r+ F
注：以下数据均为板端测试：
! n7 M' }' e  d! h2 q
/ |2 {. o( Z/ x! s4.2.1、线性调整率和负载调整率：

表4、线性调整率和负载调整率
- @% R: m$ s! V) d/ F7 P

: B% @- c& a( a0 X" O  N4.2.2、输出电压纹波及噪音：
$ `" R. o0 D* W. Q% e! [9 K
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。
) r4 @$ F0 X6 o* E0 p" ~+ }
表5、电压纹波测试：
; ~6 I, b0 ?9 E

纹波噪声波形图：

6 u& f1 Z' h; u- Q5 I/ Z1 r+ m

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

: ], C. |% n0 ?" i

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

% h! j. _3 ~0 m# k+ }& P

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

4.3、保护功能：
) |' E2 w9 ?* L
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
0 `) l, q' `2 \0 U% |4 ], Z
# e, m) p6 Z4 |/ m  t4.3.1、过流保护：

; b. T5 @6 ~9 T2 Y4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

5 ^' D! m( c- ]) ^8 _' e05、其它重要波形测试

: z: o/ b1 y! |& i; QDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
4 t# [6 k6 J2 P" k& U

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

& K5 E: L" A! \# `' @* k

AC230/50Hz，100% Load

9 B/ m% _+ L9 d& G' ]

AC264/50Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

/ T  t" s" z% \# u

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms