优异性能、避免环路不稳定！电源适配器方案应该是这样的

思睿达小妹妹

# s7 l; b$ k$ Z, C, t# q在上一篇文章中，我们介绍了基于公司主推的CR6347_5V1.5A充电器解决方案。接下来，我们给大家带来的是本公司24W电源适配器方案，它的控制IC采用了公司主推的CR5259。该方案平均效率>87.0%，能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2标准。就让小编带着大家一起来看看吧！

01、样机介绍
. O1 n; y# r9 q' ]% B' o3 o, y6 q: j
0 L$ g3 O$ ]; \/ F3 i8 }& ]. \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24W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR5259。

CR5259_12V2A 工程样机示意图

9 u9 p% A5 E+ Q1 f5 YCR5259
! Q8 l5 ~* R% H, _
CR5259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<75mW的小功率AC/DC电源适配器、充电器电源。CR5259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。
. {- S' i& @% N8 v% c! t0 B
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。CR5259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），CS 引脚悬空保护，GATE 端箝位，前沿消隐等。
7 w+ ^( X& b2 |$ ?
芯片特性

6 k* o) O+ i+ v0 @0 [0 K9 q● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
5 j) j1 D& ?$ ?- C1 T9 U4 ?# ?% h● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
+ F: l& z% e- h6 u& \2 B● 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；
* p( k. x7 Z. u9 u6 m7 l● 输出接20AWG 1.5 米，四点平均效率:>87.0%，满足“能源之星V2.0-VI 级能效”
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
2 x3 P/ j5 h+ F5 ]● 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。

$ [3 D4 Z: l0 R7 X) r基本应用
3 E# k! c' O1 s4 U8 u+ ~
% Y! Y: |8 n: N+ E● 电源适配器
: w/ |! S, d! {( H/ l● 开放式电源
$ {0 g, O- s2 W7 K! U  H● 数码相机和摄像机电源
6 v( [3 _# ?: b& E) K0 v● 电脑和服务器辅助电源
$ N1 b7 n- }# F( P) c( ]" z● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源
3 Z& Q' {, {# f7 R
引脚分布

典型功率
6 N, Z3 u3 p' f& v
, j7 X/ E  B1 f1 l

1、应用实际最大功率必须保证足够的DRAIN 散热面积，测试条件40℃环境温度。

" v6 u1 @- E! a  u引脚描述
3 W% x, `0 n0 ?# N1 E" L: B
  e% f/ N5 x8 V; C

+ o2 {' K* }9 a7 J
/ a& i, L6 a6 w典型应用
7 K4 p, r: m( x# A
; N- m) y8 p1 `% R  J; r2 V3 W

  n3 z; m( ^& j, b" Z9 I2 J该样机大小73.8mm×36.8mm，AC264V输入待机功耗<75mW，平均效率>87.0%，能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2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。
2 l! t; }- F$ u* k  R  k
1 [* E# l* D: W6 _4 @' Y* {样机的变压器，采用了EE22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。

2.1、输入特性：
6 L  i4 F6 |1 X/ W: k( F) C

2.2、输出特性：

- D% |- \* x) X1 [, e1 x2.3、整机参数：
; [+ I, C; X2 q! F; P8 A2 s  e

2.4、保护功能测试：
1 P& w3 d1 z5 z8 J! m7 U& I) |

' f7 f/ c! T$ |6 l5 `- z2.5、工作环境：
% @$ d; C/ j8 Q6 x; _( R

2.6、测试仪器
" H2 I* l. ~! E* B0 z6 E

) j7 V3 h9 t0 K0 u# d03、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。
0 j: ^* m1 V9 D) ^+ b/ m$ Z( Q
7 {3 C( n& G, m# y  L, k3.1、电路原理图及PCB 版图：

/ I- e$ W/ y7 ^# e! ?; k4 n6 F# j" v（1）原理图：

（2）PCB 版图：
/ H9 T$ y$ l/ r
4 h$ Y, y! p8 R2 h

7 U8 b: {/ e' q2 f0 L/ Y+ k1 A

3 A1 w% f% e3 A# l: F4 V9 T

+ Z+ A% V2 J, |& F  d3 K3.2、变压器绕制工艺：
! |( D3 `( H" z( g; z$ }0 @& h
2 q! M" j9 I: E2 q$ t5 K（1）变压器电性及结构示意图：

（2）规格参数：

2 N$ C; H2 \/ r. R1 u" E1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
& l, P( ^, }8 k( h2）材质：TDK PC40 或同等材质；
1 ?- T7 T6 g3 b1 O3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
: \" I8 Z8 k# }3 B0 r' |" _6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
) |2 `/ b, T8 p" P. h* J7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：

3.3、元器件清单：

$ v2 [0 p' H; \4 O; j

2 r: `# O8 g' v! i' V; _04、性能测评
# K- W$ D; d5 U" w3 Z( }; `5 s# \
3 m8 [" ?% I3 T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：
+ [$ e9 W, Y; \2 g
& f7 I6 b- e8 Y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。
2 o& J0 z0 \- G9 @$ t
表1 、无负载待机功耗(无假负载):

表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

& Y& D3 [/ x! i表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:

表4、输出板端测试的效率特性:

4.2、输出特性：
  j, |: e( n* ?0 {$ a" e
7 t& p6 Y8 K' [; N4 y  h7 }. C7 l注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；

- `# f& a  r+ N9 p. W$ C4.1.2、线性调整率和负载调整率：
. k0 b9 F. g5 m% Y
表4 线性调整率和负载调整率:

( a/ k: J: }% ?' _5 ~4.2.2、输出电压纹波：
; X7 {7 ^4 \0 z1 c$ y! A1 f* \
注：纹波及噪音在20AWG/1.5M 线端测得，在此线端并联10uF/50V 电解电容和0.1uF/50V CBB 电容，示波器带宽限制为20MHz。
" ~9 |. R( f# l: t+ T
9 m7 N5 _: v; y' @3 n表5 电压纹波测试
! ]+ g2 @5 l: K0 W  S2 Y  I! K

! j" O, a, {5 A  {8 q8 g纹波噪声波形图：
  s" _/ i0 U. i; H- W. y
4 [" I! F6 \/ M0 e3 l+ g! x: t

Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load

Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load

3 u3 ?2 W5 J- f$ n! d

Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load

2 ?- e+ y( n8 V) V1 D7 X

Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load

# N. x& r( _% W+ @& E4 A$ m. f1 c$ C6 z4.3、保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。
) ^- ?! U* y! f3 g# k6 F
; r- T  J% ?8 h8 }6 b4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

' c) q) z2 _; i7 ]) d9 a* t4.4 动态测试：

注：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，上升/下降设置为1A/uS。

( A; M9 V3 X$ N+ H8 P7 @

AC90V @ 5ms

8 m9 @/ Y% c: r. q! k) O, T

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

. R! @, F) l5 ~! V- {2 y( p' O# b

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。
5 D0 l' C9 t3 g# }, D  D

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

9 Q7 F' `- c& y# C3 Y5 A5 p

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

% |& }3 O, z3 [

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

( k6 x( f8 _' Z3 ?1 C$ t

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

& _  y. }: ^; o! Z! c9 G05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

: v. G$ }7 m% D! K

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

% h9 f1 n& F! F$ L  r

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

1 _3 Y. o4 N8 c# F- y  x4 i06、温度测试
# g- J: T+ }1 e# t# P2 P$ h# d# M, Q
" j; D1 E( t" X测试条件：40℃环境下满载测试。
) `5 m9 O- @2 k* k% ~1 g; \& M
- k( P0 t' J0 D

07、EMI 评估测试
- P  g! j1 }  v! M1 r: K& X9 i
! [5 F% L+ A% n测试条件：

8 a4 s3 E$ u% v0 |. j8 h: I. V* G输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
限值标准参考：EN55013、EN55022B

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

- |. U4 ]; ^8 m7 e" l

辐射测试PK+AV

输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
% a! p$ h/ v: Z, s- V1 p3 g: Y* X限值标准参考：EN55013、EN55022B

. m& _' H+ P& a3 Q5 j

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV