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

- f* r$ K( o* {7 {
& K. O& ~( n$ ]- J: s" q* z: W  B" k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！
3 C* F$ a. H, N9 A, J. k* [: D
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

5 y! H4 A4 s7 |* O& L( j! PCR5244芯片

& }$ u6 v9 c$ ^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。
% `7 ]5 A& P( `8 {$ d
特性：

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

● 内置软启动，减小 MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
7 L4 I" `. i6 a; ]( l" L9 E
9 e9 M1 L% v# }3 n) h+ i8 ?2 b! r+ ^● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的 EMI 特性；
/ V! z. H" t2 k9 y; @5 c
4 S2 a* ?/ W; r' N6 @6 a! Q● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；
/ m  \, y4 C. w, h' F9 ~( V
* z  u1 z& I' d5 V+ n, F6 H● 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”
. `$ P6 i: [0 H. }8 p
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
7 c  b4 ~2 G6 A6 P3 {# p
1 I' W& W6 c# R9 h; r$ b5 W6 t● 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。

, P8 P( R- a# y  e% d3 a基本应用
, g# d- G4 W! M- S: T3 f
; [, y3 I5 x  d: K电源适配器

开放式电源

数码相机和摄像机电源

电脑和服务器辅助电源
7 e" Q& C$ v" z8 j3 Q, |
3 t  E- S3 f) }0 F5 Z2 f/ w0 [' D$ [机顶盒电源
. x+ r: g5 F9 D  W7 I
9 @4 q9 D" K. X$ @6 p$ q$ F掌上电脑电源
& o8 U2 S! m& E$ P* q
引脚分布

5 x  h; l  _& J' _9 e/ n引脚描述

典型应用

% @+ J7 i( x/ d+ |& \( j. g0 d3 J

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。

, i( U. _$ i9 l/ O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。

7 G! Z5 N+ f; U02、样机特性
) V+ g/ n8 b/ j: W8 \
4 {# b/ m' l$ c; p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。
8 ^; E9 o% I4 x! t. l
2.1、输入特性
" X+ I$ u$ @' A+ o

/ _; E7 D! @* m" ?
2.2、输出特性：
4 y- e' ]8 O( y2 Q  s/ f3 K& b' d

5 X, x- F- t: T' m6 `' ~2.3、整机参数：
# W" H( W) p% I: O

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
# p$ I5 G& x* Y# H3 U  {

) E( ^9 m3 I* C7 K
2.6、测试仪器
6 ~, L' e# i3 g" D

03、样机结构信息

  z" U. b# X7 |! a& g" G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。
' w8 [! h6 g. `2 w: D
6 c5 f* ~/ H% I+ c0 m! e6 P( T( X3.1、电路原理图及 PCB 版图：

（1）原理图：

（2）PCB版图

3 j8 H6 l; G8 q+ R

1 P9 Q, N4 G& C7 O6 C3 b1 m  a
3.2、变压器绕制工艺：
# y$ n3 _; [# }9 J' _- `) m6 X
（1）电路示意图：

! ^0 v  _, h( \9 N（2）规格参数：

  B2 `1 w  r5 X: B. \1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
4 E0 ?7 t9 f$ O3）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
: j5 |% t* L1 ?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）)
9 l4 j! \  O; x5 n, `4 D8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

9 U6 J5 O: c& b1 G, v(3)、变压器参数：

（4）变压器结构图

3.3、元器件清单：

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。

4.1、输入特性：

& Q, d! B8 B2 O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。
/ `; |+ b0 \0 k* \6 W/ d
表1 、无负载待机功耗（无假负载）：

+ z* Z" t  F; z6 J
表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性
7 D! H1 f$ ]/ E. U' E) M* s" U

表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：
+ {9 |3 c2 d' ?, @% ^

! H+ U3 m/ n" N9 D' {0 R表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性

4.2、输出特性：
  t8 \4 _/ M# S+ d
' B+ |/ ?, h  k, H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：

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：
2 O+ S4 ]: }4 p1 |: ]  q1 W
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：

6 \9 x& I$ d" B2 [2 o纹波噪声波形图：
. b  l$ o; |2 o& D) w8 @! q* P

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

0 ^/ E; s' I/ ~) t# Z

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

& u3 d) v: a, E' W

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

* U' |! M0 \# Z" C3 G" o4.3、保护功能：
0 |( Z* ]& `, S
  y1 s  ?. A. B( w$ q8 k, M以下涉及过流保护、短路保护的测试。
$ q2 M0 u; ]. v* W' D/ o9 O
$ D$ {3 |  U" A8 a6 A% V, T# d4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
8 x+ ~" d% u; C' @/ }+ X# v

05、其它重要波形测试
/ z' {: v. e7 C/ c
" G; P8 e% m! a! `1 ~8 yDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
  a- x( O7 s- ~

AC90/60Hz，100% Load

# Q% a6 u) v' O, H5 S( G

AC115/60Hz，100% Load

9 p% [2 T" Q; i4 h8 s

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

' }9 B  }( f; ^

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms