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

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！
+ M% l2 C' @( o& ]' d9 ~
01、样机介绍
4 H' k2 g3 r( Z! l+ J
, z! m" h0 z. Y0 C+ r+ M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。
9 B: J$ u6 a) ^2 F3 C6 S
# G; M2 y: x& d8 g

CR5244_5V2.4A 工程样机示意图

! e' y4 A7 {4 d. K- a/ K3 W7 kCR5244芯片

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。

( v3 B% s( z8 {1 Y特性：
! H1 b* f, n# @' s
● CR5244 是采用内置 600V 高压功率 MOSFET，反激式 PWM 功率开关；
; C5 ~$ H1 I8 {# d
" h" r# c- L2 }9 V" F( H: o● 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；

* E7 W6 p' r8 p* p% B/ t) K( c* d● 全电压输入范围，待机功耗:< 100mW；

: _# h2 R5 c( X● 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”
; Q4 J8 w7 T+ x( y1 ^* V
+ M3 Z9 S3 k+ E+ n: r+ E$ s0 a● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
* }0 \6 e3 @, k8 Y( P
● 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
6 b' I( C# x% N7 x
1 r5 g3 K! v1 K电源适配器
. ^4 y) H7 N. A7 A6 Z  J4 ?$ L
7 w! }4 `; S7 n6 b/ Z开放式电源

& g& f, e' Q* Z, \: t" I% o数码相机和摄像机电源

电脑和服务器辅助电源

7 ~6 m' T' c+ c8 k机顶盒电源
) P7 x7 j& R5 a2 R9 v
5 w) E3 e* L3 v+ W; K  N! p掌上电脑电源

5 J' k9 X0 Y6 S- U6 K8 Z9 t引脚分布
) t" U+ n3 P9 u6 R+ _$ L

引脚描述

% d: a# H( w. R0 W1 |

典型应用
" g: M# g7 V8 o4 K( q: b
& p* x4 d( L) }6 H% J4 q8 L! H' B

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。

! X8 P0 `- v& k; Z: j& t: Q2.1、输入特性

9 G# Y% f2 [, |2 ?! {* z. Z
2.2、输出特性：
: W# y$ u+ w( b/ f/ H, _. T7 m# ?6 |6 ?

2.3、整机参数：
" U6 z5 [  ?$ |9 F  B

$ o7 c/ T7 s; R( T* `% [7 Z/ [; m
+ q1 e0 M6 V0 S: l/ v2.4、保护功能测试：
/ U. {* V1 o& P2 z: T* M0 F9 t

. Z$ V% F+ ~' s2.5、工作环境：

+ y. c0 R$ t0 l- V* R' B& ?# o. a6 R2.6、测试仪器
" `( Y2 r" d0 \: K4 X: a0 s

" D5 t* J6 h- I7 C/ q8 W' D* @& b03、样机结构信息

# x  w! H+ k) W% Q9 |: Q1 R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。

3.1、电路原理图及 PCB 版图：

（1）原理图：
! L+ u4 P- n, ?: O

（2）PCB版图
: E: S% G* N5 v
+ ^, _5 A( |9 r. {7 T# s

' ~0 T& `$ ?; @1 d7 N# W3 ?4 n
' ^8 C0 g* d8 }6 l; [3.2、变压器绕制工艺：

（1）电路示意图：

（2）规格参数：
" o& }+ Z' o4 @6 y8 Z# G. c1 m( x
; Q  @/ p8 b# {) p3 x% z1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝33.5mm²；
  W& p0 [/ X9 X4 W' K/ {. N5 i3 \2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）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
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）)
1 x# w1 I+ M% N9 J; |( v- K8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
4 K4 a4 v. T' c: h
(3)、变压器参数：

' t: |  e! t9 v$ f; C（4）变压器结构图
) y$ F5 K  ~6 f5 C- U. Q% e

3.3、元器件清单：
5 {% Q7 y' R% a

# |0 m% c7 U+ x1 Z: [: e% |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。
! {  S! e( B1 J. \
4.1、输入特性：

1 o) s, T" j* m! l9 a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。
8 T2 r7 Z) S3 h' ]* t# a
* ]/ _8 F: U6 B0 u1 I# e7 s表1 、无负载待机功耗（无假负载）：

表2、输出带18AWG 1.5米线测试100%载下的输入特性

1 _* W7 n  C' u$ I表3、输出外接18AWG 1.5米线测试的效率特性：
8 F0 S# a2 ?$ X% s2 x: ?

0 D4 {# k+ U8 p1 m7 i. X6 X" _; ~表4、电源板 PCB 端口测试的效率特性
( Q' h% x+ N# R+ i: ?

& n2 W% ?+ l1 d4.2、输出特性：
$ |; `9 y- T- o. o- C& o/ E1 w: k
+ ~; `! k- W# ]# Z+ _$ X注：以下数据均为板端测试：
2 T" a% p1 N2 q% ]
* Q1 `+ [! d8 @* i4.2.1、线性调整率和负载调整率：
1 v; O- s+ b9 R7 q( P* x' C
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：
. v$ h# K" X% s/ |7 P6 H& P
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。
& z1 O0 e, Q) w
9 N7 e8 m' o  X0 }4 c6 q! I表5、电压纹波测试：
5 @# G" e5 m+ E

( K0 }  q; ~+ B纹波噪声波形图：
9 l& e( B2 I. F) _( |" \

Fig1：R&N @ AC90V/60Hz,100% load

Fig2：R&N @ AC90V/60Hz,no load

Fig3：R&N @ AC264V/50Hz,100% load

Fig4：R&N @ AC264V/50Hz,no load

4.3、保护功能：
8 z7 Y% r4 T+ h% I( ?. t
) X8 O) Z' {' W9 D5 i+ U! Q+ [以下涉及过流保护、短路保护的测试。

! p& Y5 v2 B' H  u) P4.3.1、过流保护：

( b4 I; T! q) C2 a: w  A7 S4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

05、其它重要波形测试

' G' [+ |+ `. }3 {DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
7 @9 J' a4 B  H7 ~

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

5 s" p! }3 a, t! g

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

1 R+ m0 ~! h0 e2 g- m

AC115/60Hz，100% Load 启动时间=2.4s

AC264/50Hz，100% Load 启动时间=980ms