电源适配器如何实现绿色高效，稳定性强？试试这个方案呗~

思睿达小妹妹

概述
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随着电子信息产业的飞速发展，电源适配器的应用场合日趋广泛，对其性能的要求也变得日益严格，包括对其效率的要求，特别是随着全世界节能意识的提高，对电源的效率也提出了极为严格的要求。本文，我们将给大家介绍的是基于CR5269SSG电源适配器方案，采用SOP-8L绿色封装，满足能效六标准。
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$ i6 o1 B5 D/ Y% A$ t1、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，恒压输出的电源适配器样机，控制IC采用了公司主推的CR5269SSG。
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CR5269SSG_12V1A 工程样机示意图

CR5269SSG产品概述
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# \, F- o) Q) b, x8 SCR5269SSG是一款高性能的电流控制型PWM开关，全电压范围内待机功耗小于75mW，满足能效六标准。为了减少待机功耗和提升效率，CR5269SSG集成了多种工作模式。随着负载的变化，CR5269SSG可以工作在三种不同的模式，并且每种模式都做了优化。当负载很重时，系统工作在传统的PWM（脉冲宽度调制）模式。当负载变轻时，系统进入PFM（脉冲频率调制）模式。在PFM模式下，随着负载的逐渐变轻，开关频率也逐渐的减小。CR5269SSG中独有的频率变换模块可以使开关频率平滑降低而不产生噪声。由于频率的降低，开关损耗也被有效的减小了。当负载继续降低而低于某一设定值时，系统进入PSM（跳频调制）模式。在PSM模式下，一些开关周期被跳过，这些周期内开关管完全关断，因此这种模式可进一步降低待机功耗。在上述的三种工作模式下，都集成了频率抖动功能，来提升系统的EMI特性。
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芯片还集成了最大输出功率动态补偿模块，从而保证系统在全电压交流输入范围（90V~264V）内最大输出功率点恒定。

CR5269SSG集成了多种功能和保护特性，包括欠压锁定（UVLO），VDD过压保护（OVP），软启动，过温保护（OTP），逐周期电流限制（OCP），过载保护（OLP），SENSE引脚悬空保护，GATE端箝位，前沿消隐等。

芯片特性：
● 全电压范围待机低于75mW
5 X9 v1 Y$ P5 a" `● 满足能效六级标准
! K7 w% {* ~& c' p) \. O8 N● PSM模式降低待机功耗
● 内置软启动
' o) W; o4 O& C4 ?) r/ S7 B● 良好的EMI特性
3 Y! d+ I* i8 r, ]# X7 P/ j● 零噪声工作
● 典型65kHz开关频率
● 电流模式控制
! T5 L' M' L4 {1 B9 z4 p  }( h, l● 内置斜坡补偿
! k4 W' Z2 ]# _. ?9 _● 内置前沿消隐
9 \' |/ {8 K% r  M3 i# Q! B' W● 启动电流和工作电流低
$ U/ g$ k# _7 T, F# {' a& ~3 ^● VDD端过压保护
● 过载保护
● 逐周期过流保护
  W8 w6 Y" |( D' H% f● 过温保护
● 输出整流二极管短路保护
8 b) j" P7 X- k● 四引脚散热
● SOP-8L绿色封装

基本应用
3 X7 N! V# N( c4 |+ [9 ~4 l8 T0 S( `● 电源适配器
+ P' @: `5 [0 |0 ^% _● 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
9 V! Q+ _- X7 P' [● 机顶盒电源
" R* z: X1 F; a% I+ d● 掌上电脑电源

引脚分布
8 D6 W" Y' q0 r/ S: E5 A$ O( i

引脚描述

典型应用

. `8 Z  r8 K' U# M: V* x$ g& g样机PCBA尺寸：63*34*19mm( L*W*H),是一款全电压实现12V1A输出的电源适配器。AC90V满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗小于75mW；全电压输入时PCB平均效率84.09%；能够满足最严格的“COC_VI_T2” 能效标准；全电压可实现3%电压输出精度。
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样机具有良好的动态负载能力，良好的恒流输出效果；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。
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样机的变压器，采用了EE16W加宽磁芯（PC40材质）。变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
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* O- }0 P% v9 J! M; G/ c+ e2、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。

2.1、输入特性：
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2.2、输出特性(PCB 端)：

9 \$ E; a' K# c* C3 G2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
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2.5、工作环境：

2.6、测试仪器：
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  `2 G( U2 s& O) y( ?: Q3、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。
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" p# q- F' }9 `) i0 X* l: c, `3.1、电路原理图及BOM：

3.1.1、原理图：
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3.1.2、元器件清单：

3.1.3、PCB 布局&布线：

) T$ j; P$ I+ }2 r1 J3 G

PCB 顶层布局&布线

7 x1 E9 F3 {& K  }' K

PCB 底层布局&布线

3.2、变压器绕制工艺：

3.2.1、电路示意图：
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3.2.2、规格参数：
. G% N( V! x/ S1 L9 w1）骨架：EE16W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2 Z1 G" V, ^0 Z0 @0 i' b2）材质：TDK PC40 或同等材质；
' U0 s% S& e. W0 w3）N1、N2、N3: 2UEW 漆包线；N4: 三层绝缘线；
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
% U/ G* x) y8 `% G# u* N/ J6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3 V，10kHz）)；
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
6 i' N% T8 [, N2 N! q  b$ a- q9）成品要求:浸凡立水；
8 f+ ]$ b# m' q. @7 w5 H
3.2.3、变压器参数:
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( q: P% ^  _1 e2 V3.2.4 变压器结构图：

- o$ ?1 ~4 b! F- z5 }  b4、性能测评

5 T2 G+ P/ a, {" d3 H1 _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。

  s7 \3 l) m) D. ?4.1、输入特性：
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' V- D3 M# l  ~2 m6 @0 V  F$ o, |本模板经过在不同的输入电压(从90V/60Hz 到264V/50Hz)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。

  k) J1 y# Y5 [+ }! E: W. ]) |
! s) T" [/ E% g% I7 ?! X/ o表1 待机功耗
' j' _5 m$ e* o. T# h

3 Y: ]! B+ ?1 V表2 输出100%负载下的输入特性
$ G. }4 ]$ M% D( s  W

6 Y5 f7 \. C1 ]$ K8 w7 D# {* ^表3 效率测试（PCB 端）
. C2 r5 y: w4 X# }

! s6 O+ C+ W2 @: C/ l4 L" M) Z) F表4 效率测试（1.8m 24AWG Cable）
' _5 D3 o( [& P* |- }8 e, ?' d

! a3 A. Y" d& _8 t/ U% J/ n* V表5 能效等级评估（PCB 端）
* o* A% E* L' ]3 m2 e$ r0 V

! \. Q) }- L1 f8 j7 c3 R! M4.2、输出特性：
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, r' E7 P. h( X. m; Z) ?; C; O4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.8m 24AWG Cable）

5 A4 P2 o5 o% S( {4 ~4.2.2、输出电压纹波：

注：纹波及噪声在PCB 处测试，测试端并联0.1uF/50V 的瓷片电容和10uF/50V 电解电容，带宽限制为20MHz。
  P: E( ~! w9 I: n2 k) b/ a+ Y" B
$ @! ~! A( O1 m/ u8 A

- L! p( |# ]; r; z( Z) R

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

* i, z% r! h: w' g7 M' {' ~. u+ b8 ?/ P

R&N @ AC90V/60Hz,100% Load

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

R&N @ AC264V/60Hz,100% Load

& |6 a, i+ J6 z! b. a" v4.3 保护功能：
& w% w3 o5 s3 B8 S( o+ f! S
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：
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4.3.2、短路保护：

功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
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/ \/ M4 z7 `! o. c7 g3 r5 H
1 q& R2 O9 D  [, g8 y+ U. v4.4、系统温升测试
本项测试评估成品样机（含配套塑料外壳）在40℃环境温度下长时间工作时关键器件的稳态温度值。测试条件：输入电压分别为90V~264V，输出电流1A。
# o$ Y* k, |, O' Z, |+ j7 \6 P

测试样机及配套外壳

温升测试：单位℃

4.5、动态测试：

3 |9 ?2 e5 {' e' y, ^输出动态负载电流设置为3A 持续5ms/10ms，然后为0A 持续5ms/10ms 并持续循环，上升/下降设置为3A/us。
+ m1 X* G; q* t) r$ s. X

AC90V 5ms

' p+ ?9 i( X! q- @4 m

AC90V 10ms

) b8 o2 k: k) w4 g, j) @, U* y

AC264V 5ms

1 K! s( w3 V  I/ W6 r

AC264V 10ms

) b6 e8 }4 ~2 C4.6、系统延时时间测试：

3 T2 y) j8 i3 l& \

TON_DELAY  @ AC100V，100% Load

( D8 U: c& n+ s4 S" g% x

TON_DELAY  @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

' K) X" t& @8 I3 S0 p

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

9 S5 p# \  p, g/ n7 ?/ Q* H

VOVER_SHORT @ AC100V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC240V，100% Load

4.7、其它重要波形测试：
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DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图：
' o0 B7 R" L+ L- D6 b( K9 e

AC90/60Hz，100% load

AC115/60Hz，100% load

: d2 d' x: N3 h2 {

AC230/50Hz，100% Load

9 ~/ o* A" n" r  Q. f

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load 输出肖特基电压

AC264/50Hz，输出短路,IC 漏极、CS 波形

2 i4 {# |$ ?) J4 L/ n5、 EMI 评估测试

0 l# `. o/ J: @测试条件：输入：AC115V/230V/50Hz；输出负载：使用大功率电阻；限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）

, J; o6 _2 c' T

AC115V/60Hz 传导L 相

AC115V/60Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 传导L 相

! o* }6 D5 b% |7 n

AC230V/50Hz 传导N 相

* ^; I" J; c! j$ b

AC115V/50Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试