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

: T4 F8 Q' y$ d" J" ?! B2 T" K
; F( ?& D5 `$ E% w  a/ G9 p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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/ q0 A8 T* m7 o& v9 Z01、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

CR5269SSJ   
0 L) a$ g  b2 f: p& y" V- a8 _
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。

' N! ]( I4 u% `" WCR5269SSJ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

● 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；
  c6 h! E, d6 j  t2 l. \0 \● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
● 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。

  _2 \6 n2 i1 j- B, n* O: ~# N$ I基本应用
9 G3 x/ `7 S9 R5 {9 [* A
1 X/ O! U/ l7 _" 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
● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源

引脚分布

7 p+ X- G0 g# y

# u  E, `* R3 n& d5 J- H) O6 L引脚描述

$ I# x7 J  c! \8 J3 l& |$ r典型应用

CR3017L芯片特性：
+ P' D1 G* L) J, }7 J7 @7 \
● 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。
● 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。
- o0 U& v1 u& ]
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。
5 R' a& t" g; F. d  \
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。

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。
; R- t: Q0 a4 d2 N
2.1、输入特性：

1 B9 X. N5 a9 P
9 B* J" a3 m6 q6 E2 H' J2.2、输出特性(线端)：
; z3 w. z( U  P1 A1 b! F+ y8 v9 t

2.3、整机参数：
8 P, h& g/ e! c

( \% P  o$ G6 s. a& u; E
2.4、保护功能测试：
5 J+ c& f/ S! d/ H) e% M- v) d0 C$ I

2.5、工作环境：

, M2 |3 ], Z7 t2.6、测试仪器：

7 f: ^" E: T& G, R8 N03、样机结构信息

! N4 X7 o0 x: ~2 r6 q' e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。
2 j. c; Y) ~+ W& H2 e4 y$ G  c( d  r* w
$ h: G  N. |3 }9 b4 c3.1、电路原理图及BOM：
0 r8 L: o0 q# f% J) S* ]6 f
" i% Q* m4 c, }3.1.1、原理图：

2 O) w6 O, c( e5 U/ E7 X

3.1.2、元器件清单：
: Q  y, k. D5 K3 @9 X
! e9 D4 X+ a( V5 ^; _% W2 Y% L9 X

& U$ |. M4 W7 a( V  [# [6 z" g3.1.3、PCB 布局&布线：

& O2 b/ n9 |; @% T2 _. Q  P) V

PCB 顶层布局

+ _6 n6 z# U$ r% X7 C' p

PCB 底层布局&布线

3.2、变压器绕制工艺：
# o" m" F3 ~: _4 J
$ u- @( b( c( G2 X3.2.1 电路示意图：

3.2.2、规格参数：

) m/ t- Z) o$ m1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
# Z: D0 \6 q" k7 x/ I/ q5）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℃）；
- M( I0 _2 R; e# B5 Q7）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；

3.2.3 变压器参数：
0 V: s2 \% r7 B( }- q* g# h

& d& N. F6 x2 l1 B. F7 d3.2.4、变压器结构图：
- X: h1 a* ~+ g0 @! `6 X1 ]3 D
& [% ]$ r% N- W+ i4 |

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。

, |+ `9 w2 F8 |, P) H3 a% ]4.1、输入特性：
) `. g9 b! H- R9 }7 o! Z
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。
0 n. e8 x% D6 r4 G/ }* H# e
表1待机功耗

7 B2 p. y9 s0 b; p% T- o: s( h" \表2 输出100%负载下的输入特性
. R! J+ E/ x" Q0 ~. R

表3效率测试（PCB 端）
  ?2 V0 j  }0 I/ P, m

1 P+ X5 R+ a) [) B0 }) s表4效率测试（20AWG 1.6m线端）
5 L9 d4 u8 ^5 d; s. G

表5能效等级评估（线端）
8 h8 [  A$ a; X4 b$ R$ k# Y1 u( h2 z

4.2、输出特性：

4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
2 n7 x3 D5 y6 x; O

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。

R&N @ AC100V/60Hz,No Load

& V0 Y1 u9 G$ s# @

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

' d+ o# e6 E( U. o. m2 z4.3、保护功能：
  @' x# ^' m2 x$ [: q: ^& |( ^
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

2 U' l& ]. x5 z- i6 X# ?4.3.1、过流保护：
& \$ }/ D1 l1 L5 I7 ?1 q& y7 Y6 U

& p# y6 n& E: r% B/ A/ x/ `) m4.3.2、短路保护：
& I, C: W# f7 M9 z: d. d) w
+ }- ^. q3 t* x6 o+ ^5 s功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。

& D: I2 _( r& X4.4、系统温升测试

, o1 B. _' M0 Y0 m2 O, Q& k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。
/ A6 v7 g/ D' l4 ]8 p; w
1 Z1 ]+ [6 \) q* r$ x; ~0 P) a2 t

测试样机及配套外壳

! d& f$ ~2 Q- r4 V; x4 E" R& m

4 x0 `0 }1 j) {8 M' g0 K4.5、动态测试：
8 B4 n- ~3 |/ G( |1 E8 M
0 r# ^3 p/ k6 k1 ]& m& s) w+ D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。
2 N; j/ s- G1 J5 z1 Q) o

AC100V 5ms

AC100V 10ms

1 F8 y% Y; n4 |0 b) j, p% k

AC240V 5ms

AC240V 10ms

4.6、系统延时时间测试：

3 I6 V1 E$ s6 j2 I; x  N! |. u

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

6 @8 f3 q! D1 _. s

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

  Z+ c+ a) ^5 N2 M$ I

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

( a( @" T* Y& C; p. b- `* Y4.7、其它重要波形测试：
# n/ k  {. }2 S7 t
DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% load

AC115/60Hz，100% load

; K1 h4 v, C3 E4 x& E& [  P

AC230/50Hz，100% Load

' b( ]  H9 C/ G: h

AC264/50Hz，100% load

其他波形测试
' i- p% ], K: T% G1 F4 N
( o7 z" w3 k5 n2 F% _0 |

AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力

AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力

4 z( K) s3 z+ w05、EMI评估测试

  g) J* k+ Q  u测试条件：
输入：AC115V/230V/50Hz；
输出负载：使用大功率电阻；
' l# `3 C6 |, v0 o3 P' p3 P限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）

AC115V/50Hz传导L相

AC115V/50Hz传导N相

1 T3 h' c) I# \3 x" C3 p% X

AC230V/50Hz传导L相

AC230V/50Hz传导N相

AC115V/50Hz辐射测试

8 ?# J' k2 B) m4 R

AC230V/50Hz辐射测试