18W电源适配器低成本、高稳定性太难？你就差这个方案了

思睿达小妹妹

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/ v; T  k0 M9 V, _1 E在之前的文章，我们给大家介绍了基于本公司主推的CR5269SSG电源适配器方案，采用SOP-8L绿色封装，满足能效六标准。本文，我们将给大家介绍下基于本公司主推的CR5269SSJ和CR3017L_9V2A电源适配器解决方案。
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. w  a' c( v! \' }5 Z01、样机介绍
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* @2 W- q' ]% }# w' v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18W，恒压恒流输出的电源适配器样机，控制IC采用了本公司主推的CR5269SSJ和CR3017L。
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CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图

# w5 g- R: q9 I1 QCR5269SSJ   

CR5269SSJ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，CR5269SSJ集成了多种工作模式。随着负载的变化，CR5269SSJ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。CR5269SSJ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。

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。
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CR5269SSJ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。

* @1 |1 f& ]9 X- L# {7 U芯片特性
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  z3 w3 v6 L( Y2 ~● CR5269SSJ 是内置650V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；
( x) M0 q2 k+ O. K2 R● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
) F" a. R" H. x0 p+ `8 t" w$ s● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
● 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% d- g7 H  D% Z1 x6 R
● 电源适配器
7 ~  P; ]) w) N% Y1 v/ v● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
- D  t; E* e% Y● 电脑和服务器辅助电源
● 机顶盒电源
! t# F! H$ W9 Y0 r) N) P+ Y/ k/ V● 掌上电脑电源

- U9 f5 h3 S% t* L! V引脚分布
. J+ A* Y. ]+ ?; g

8 ?% }9 K2 A# T, i: C' D  v" X引脚描述
' `$ q5 _6 V- B4 L. K
! |* V$ j% v9 _1 R

典型应用

CR3017L芯片特性：

● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
& X( `1 l7 l9 }2 a# F● 外围电路精简，SOP-8L绿色封装封装 ，可自供电，无需辅助绕组供电。

样机PCBA尺寸：66*39*22mm( L*W*H),是一款全电压实现9V2A输出的电源适配器。AC100V满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗小于75mW；全电压输入时平均效率>86.5%；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。

. L# Q% a- L+ p! h! U8 J样机具有良好的动态负载能力，良好的恒压输出效果；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。

样机的变压器，采用了EE19W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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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。
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2.1、输入特性：
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* Z9 d1 ]/ ~; J' Q7 l3 @
2.2、输出特性(线端)：
2 w7 I6 q" @2 q, v4 [

2.3、整机参数：
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2.4、保护功能测试：
! U' A% c5 v# [

2.5、工作环境：
; h- N- Q3 ^. O: _* }

2.6、测试仪器：

8 Q( o8 y5 ]+ N+ `. I( }  w03、样机结构信息
" k* s) E# \4 L0 U0 q, @
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BOM：
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3.1.1、原理图：
; H% @# l/ d- K' j7 v1 F3 I
( ^2 d! \2 c) e, t1 [

3.1.2、元器件清单：

3.1.3、PCB 布局&布线：

3 U. F# I9 }$ b) R# _* U

PCB 顶层布局

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PCB 底层布局&布线

0 m4 }- r/ Y2 g8 B* P3 }$ }3.2、变压器绕制工艺：
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3.2.1 电路示意图：
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, F4 c! f0 D9 C2 r/ o# }- D3.2.2、规格参数：
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1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
/ n: b/ \3 r) y4 H% V3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
; H' c/ o2 k+ b3 A( @% v$ {) R) X4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
7 W; _$ z! s9 {. _7 j7 S  Y  D5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；
2 t6 t5 b% f4 V6 h, y3 P% }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；
9）成品要求:浸凡立水；

" s8 D' e( E! v7 |1 ]$ i  w3.2.3 变压器参数：

0 U' S- B3 a$ w/ z& F5 o' p) w. f

3.2.4、变压器结构图：
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1 x; @: U" j" m

04、性能测评

. }5 j4 {1 f4 T; b8 R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：
- M! u: ]. L* @
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。
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表1待机功耗
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表2 输出100%负载下的输入特性

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表3效率测试（PCB 端）

7 C, k+ |8 A: q0 m表4效率测试（20AWG 1.6m线端）

$ i+ \1 I1 `. Z3 a, r, m; L表5能效等级评估（线端）

4.2、输出特性：
& m5 O0 V- ]$ w6 g  @
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
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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。
0 ]& J2 c% m5 J7 e# J

R&N @ AC100V/60Hz,No Load

. Q- q% h+ J0 z, @( n5 @

R&N @ AC100V/60Hz,100% Load

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

; m, }7 y' k+ Q5 p: M: m4.3、保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：

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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, o: @2 a) [( \% U. b* d$ K2 p4.4、系统温升测试
4 ^8 p$ E. x) {$ E1 |( L
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CR5269SSJ+CR3017L温升值。测试条件：输出电流2A。

1 F- M; @3 T! X$ [% @! q. h

测试样机及配套外壳

' f% w8 V6 [) h- C* u, y1 S

4.5、动态测试：

1 r! c2 `" |, F6 w5 N. ]输出动态负载电流设置为2A持续5ms/10ms，然后为0A持续5ms/10ms并持续循环，输出带线1.5m测试。

AC100V 5ms

( i5 s! e- n- d" p9 E$ h

AC100V 10ms

AC240V 5ms

. S5 }2 ?. }, w# q, X

AC240V 10ms

1 }  a2 V+ [$ O, T. ]5 S4.6、系统延时时间测试：

/ z5 U( D0 P0 K2 k

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

/ F5 O* m; R9 p6 P4 T

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

; j* a* p3 H  ?" j

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.7、其它重要波形测试：
2 ~. a4 s* r; A$ B3 [& g3 d, ^& I* R# [
1 u+ L4 H+ i- }) L5 GDRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：

3 Q5 o5 _: p/ U4 Y+ T5 r6 D- d8 \( l

AC90/60Hz，100% load

AC115/60Hz，100% load

) t+ F3 w" }% Q6 C& ^

AC230/50Hz，100% Load

$ h! A0 t& j* b( n( ?, I& C3 H* X

AC264/50Hz，100% load

+ }/ h" |8 {3 T( ~其他波形测试
# \  p' X5 V. k: L
3 {0 s4 b8 O' ~# Z% v

AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力

( k( m/ B  q) j) J" T* c9 ?* \

AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力

: c7 ?6 d0 f0 k+ k/ J% X, M05、EMI评估测试

测试条件：
" }' K$ [& S9 T$ D  J输入：AC115V/230V/50Hz；
输出负载：使用大功率电阻；
9 i/ }5 q. v9 r4 r4 p$ n$ G限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
. G$ l# o! u1 r0 u( b! U

AC115V/50Hz传导L相

* c- V2 n6 m% t' K

AC115V/50Hz传导N相

" x) s1 d3 ]$ G8 d, A

AC230V/50Hz传导L相

, o9 P) H: K: h3 h8 l( C% z

AC230V/50Hz传导N相

AC115V/50Hz辐射测试

6 m' \# d; E/ @( @( K3 e$ c

AC230V/50Hz辐射测试