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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* j2 a: Q- c( y# X3 r5 a0 t7 E/ ~- O0 q% w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。

01、样机介绍
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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

" W! ^# w2 f( L, s* e3 V, QCR5269SSJ   
. K. l5 V; [$ @/ F* v# v
4 M. Q7 T- ~- qCR5269SSJ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。
) S5 a+ i1 \! F& ^
2 o4 t0 ]+ Y% }. ~( E/ H+ @0 kCR5269SSJ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。

2 Y- a  c: ~9 |0 Q$ k! d) J# w芯片特性

● CR5269SSJ 是内置650V高压功率 MOSFET，反激式PWM 功率开关；
( F' N' R1 k$ V● 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；
! C4 i4 i% |( l2 X# {● 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
1 G8 l/ u, A, C) M
5 S' T& W9 W& H* [, e● 电源适配器
● 开放式电源
+ g8 |& c# s* D2 l1 u' v; @● 数码相机和摄像机电源
/ J# C8 ?3 V" [" V: e● 电脑和服务器辅助电源
+ c, D, k+ f* r& D( m4 H● 机顶盒电源
( W, l# ~5 j' C# l% {& y● 掌上电脑电源

/ q, O/ p6 m( S/ H  \$ L) i引脚分布
6 w. W* `& @+ b  D* k( s
8 e; r. O8 c. q% U  G

" \# x: S/ q; o0 I引脚描述
/ p1 g# }8 f; l1 F7 p" {
& {1 o: G) _8 k' k! g5 \0 l" U- Z

2 j' W9 }: T7 f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。
● 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。

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。
# C: R7 e2 U, ~/ G$ p
! L4 e! m9 W2 `' F2 K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

9 d- T9 ?4 z7 a7 ]4 A% m1 i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：
3 n7 u$ G1 ]. Q6 ], Z% G

  O1 |" [4 F6 c% z8 N6 }5 G
: {, m2 Q; i4 M% a$ V2.2、输出特性(线端)：

) A. p% J$ ]2 c' o5 t2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

$ C- [9 ]. z( ]1 p$ G* C& h2.5、工作环境：

2.6、测试仪器：

) [( h9 {$ X: v9 K6 X$ N0 f03、样机结构信息

6 l/ B  R) Q' s! O2 r) Y# R7 R6 ^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。

! q/ T4 _- k5 q% R, d& F3.1、电路原理图及BOM：

: u! j, H: w3 `8 h3.1.1、原理图：
% U+ N- Y3 A2 [" R2 P4 [
2 r+ f. [9 x+ d6 {% V+ z

3.1.2、元器件清单：
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2 @' ?3 `" y& \- L4 `. J+ o- l3 O3.1.3、PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局

/ E4 J* f( f3 X: E. n- W2 H

PCB 底层布局&布线

3.2、变压器绕制工艺：

3.2.1 电路示意图：
' C/ C0 y( z& E( }9 q

3.2.2、规格参数：

1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
# U% @  V) x% N2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
$ s+ ^; D( B$ T; i! B( ^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；
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；
" N% i7 ]5 e* i. T/ W; |5 \- E& _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；

. j% ~% M  e' I+ h, Y, h3.2.3 变压器参数：
4 j+ W$ M8 S- d" }

3.2.4、变压器结构图：

04、性能测评

6 t% I9 ^0 S' `: [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。

7 Y3 L% o. X+ V* G% b7 V/ S4.1、输入特性：

' U' |9 p3 B) _$ ]2 }) A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。

" U: o( E+ q# d% x, X7 W表1待机功耗
8 O- x* j; X0 r* p& A

表2 输出100%负载下的输入特性
2 `2 n, {5 u- C' o

表3效率测试（PCB 端）
/ I6 i; k9 {0 G: \( u

! g1 ~: M8 b% ~0 X" t表4效率测试（20AWG 1.6m线端）
2 F$ K; H% }9 i2 S, v( e

表5能效等级评估（线端）
6 X; c- J5 Y5 d1 V/ @" c. Z

: ?% b+ f. _9 _+ Y5 l" h& Y4.2、输出特性：
  }3 ~( H# j, R8 i8 M
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
! J3 ^) ?  h/ e; {6 ~; N3 T: z/ P

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

) Z+ B+ D6 F+ A& r

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

. G" n. }" w4 a* o7 o( e$ J- I4.3、保护功能：
1 H* l3 U; S) y4 q! P+ {
# s/ ^. G6 {4 i. G; G以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4 z  ]/ ~8 \* ^) n! u( s& U- Y
$ n$ u5 ?( t+ [) C' }4.3.1、过流保护：

# x) V* ]$ Q7 o4 c0 |6 x* T4.3.2、短路保护：
0 Z  t  ?0 s+ p9 }# `" P8 f- r
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
  g8 }/ x# J* a, [- c& p

4.4、系统温升测试
! o  _  k1 y: k# `* Y$ b
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。

4 P: Y3 Y+ o8 [0 }% W

测试样机及配套外壳

4.5、动态测试：

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。
! K% a  I2 a- \- {# l
6 O* N" P6 s) `; ^" a. S3 W, \

AC100V 5ms

1 a( [; ^3 L0 ]4 \& {

AC100V 10ms

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AC240V 5ms

' B. s2 U* `" A) M2 B# e+ p7 l$ L

AC240V 10ms

$ p' @; {& Y! i4.6、系统延时时间测试：
& g2 n+ a" Z. S" h9 r# @* ^

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

  A* {; b7 j) n& ^, y

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

3 y3 M3 m+ D2 d$ K; S

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

6 M; k, ^) Z; C; U& @

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

1 Y, X6 Z! }4 b4 L: f7 d0 r( @4.7、其它重要波形测试：

DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% load

AC115/60Hz，100% load

7 X5 q/ b& Y) |1 V

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

3 T. _; L: w1 ~, V* u8 @& ~其他波形测试
: v1 @' c6 t7 @/ h1 c
0 N3 W; f9 b) W8 O  j

AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力

! g  o1 q; ~2 D

AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力

) `" Y& u$ F# Z# v/ U( x05、EMI评估测试
% p) ~( ~1 ~. u) U6 \+ C' m
) U6 W5 o' P" d+ S& ?4 o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）

AC115V/50Hz传导L相

, N& g/ O/ e0 j5 t

AC115V/50Hz传导N相

AC230V/50Hz传导L相

AC230V/50Hz传导N相

AC115V/50Hz辐射测试

AC230V/50Hz辐射测试