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

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！

+ }8 P0 D2 t) v" R3 L$ ]01、样机介绍
9 N% W3 d( w" P
& J# l! E& Y; O0 m! {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。

- c) P7 b* F& u9 x1 @4 W

CR5259_12V2A 工程样机示意图

* f: S: X$ i* x$ jCR5259

- s+ I: p: q: o2 ~3 Z* C- q! {; M2 `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。
: f& l& ?+ x; R6 n. O* f
# l' Y8 a! U) ?  Z( X! I4 N$ r6 H( A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。

芯片特性
  _% N5 o. A) |; {- z
● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
6 L8 K3 H  ~" Q● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
0 c# F5 e1 t# Z! e# t) a" m● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
2 `& D6 D$ |( a. _5 v. Z' s6 O2 f* x1 E● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
7 _( G! G0 c2 i( _; y* c● 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；
  T# D. A$ d0 X2 d● 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。
% F: }: ^, M1 A8 r! o' t* a* k
基本应用
6 L# ~( O! ^5 R# y: O3 E9 Z3 t; O
● 电源适配器
$ v6 h. |, b% N! R: f6 Z; O6 i● 开放式电源
1 X* J$ E2 a7 w; Y% p+ S● 数码相机和摄像机电源
: m* D& w, g4 N( {3 @2 d3 i0 I● 电脑和服务器辅助电源
● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源
4 V/ U( }" H. D, k; w0 E- z) R3 }
* s  G9 W" C& X$ s6 O/ }引脚分布
& n  U: P' E7 U' c& P$ T

7 V& B; S( G2 b3 b  K0 n& D3 K! D( t典型功率
; w  Z/ K6 g+ r: w' B
5 `9 m3 ~1 \8 n: G; e: `( x, v+ s

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。

- H0 W1 X" e" f$ L, k引脚描述

0 E& v6 q; I  F1 G" i

典型应用

8 u1 V+ d3 O5 a- p7 ^& I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。

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
! y7 d1 o" E. T; i+ ?1 N0 I8 h4 B! T
0 l- o- Q; ~& E$ K8 @$ T2 ~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。

) s/ c8 l  U3 K2 \/ q$ I1 p# [0 Z2.1、输入特性：
( f9 H5 _7 b& F: [

2 X2 p9 I6 B7 I1 q% [" J+ J2.2、输出特性：

2 n6 I) |0 a& |4 M. Y2.3、整机参数：

; k9 s1 r, N* d& w2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
3 Q# v1 N6 r' U5 @  V. t. k4 F

# ?7 m/ q( c6 h7 D2.6、测试仪器

03、样机结构信息
5 a2 ~0 S& X" A. F9 T8 f! S
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PCB 版图：

（1）原理图：

# a. m) Y& |9 ]* H2 r& B# m

（2）PCB 版图：

7 w( H# s9 w3 F  W* M/ b

2 u* q+ ~, ?3 u2 l  K9 P. N

+ J  ~/ l& i6 U% C. n: w0 j( D7 j3.2、变压器绕制工艺：
; F/ ~+ G/ a# n
（1）变压器电性及结构示意图：

（2）规格参数：
6 f% M3 a- ^/ @. H% z
6 l2 a: Q! K2 @9 J% U4 O9 U1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）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
( w% W1 S2 O2 g: a$ l6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
  l$ H8 \3 S" E2 e6 X7）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
1 L1 Z' _. V/ b9）成品要求:浸凡立水
/ z" ^  Q7 T( v5 p* ?" L* ?
(3)、变压器参数：
; h) T! Z2 j' C! j- p% T

3.3、元器件清单：

. m# e0 a% K7 K. o! `

04、性能测评

; ^, S5 P/ g6 v% 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。
" ^3 A% p) `4 x. v+ v' d. `& Y
- ?  A  ]4 g% [6 a( e7 A4.1、输入特性：
( }' J6 o9 M* S. o! U
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。
1 h6 E) j2 @3 ?
8 v7 n+ A7 @, B( z表1 、无负载待机功耗(无假负载):

( M% ^  ]: ?& N* K表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
3 A8 `" l# a4 D0 H* J" z, p: |

表4、输出板端测试的效率特性:
& I$ F& M9 B% ^

4.2、输出特性：
. k7 ]' e/ N. X2 P/ J$ J  a2 \2 [
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
* l6 v" m" \8 I
4.1.2、线性调整率和负载调整率：

6 x* M- J% R; O6 b& f$ P表4 线性调整率和负载调整率:
) Y8 ], X" t. h% J3 i

4.2.2、输出电压纹波：
  K, g: ^+ X$ K8 @- M/ D4 u2 K
9 u6 `# N; f: B6 e9 X" B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。
8 T6 Y5 v. y& J5 N" N
表5 电压纹波测试

$ K6 N! H9 G7 g: G- \( D, x纹波噪声波形图：
+ o$ q3 E8 _7 I

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

7 O/ |0 c1 l$ o2 {2 O. E. M

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

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

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

4.3、保护功能：
7 h7 p/ d: h6 M& H3 [2 Q
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
$ Q/ P- M, ?6 D3 p% @  O. P5 ^
4.3.1、过流保护：
" H6 ?0 [- R% W" }( o) e

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

4.4 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。

! k7 X. U. `- \/ G8 ], ~1 d

AC90V @ 5ms

, @: n! J. V, \: S

AC90V @ 10ms

& N' o' X, o9 _

AC264V @ 5ms

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。
2 e% R$ R& k, h7 @3 l5 T' h

- K  g) L& ?/ [: A8 ]& r& |* G

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

7 O: s0 S4 g( q  g8 T$ J8 B5 q8 N

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

+ E4 z3 [1 N& b

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

6 _' i5 j$ W" T! _7 u

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

0 k3 j  b% k2 W3 {& ]/ I

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

( {  U/ G6 h. w4 \) `

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
4 \4 u. B- w$ N4 k2 {- c
5 _. j! J0 r* N7 k

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

  p3 _+ R- a7 o

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

3 D( F6 O7 H. K* t

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

) X$ w! g9 q1 Z# n( o0 u06、温度测试
# V$ I1 n& r8 [2 s& B6 P
7 L% ^- l8 x; Y' o& K测试条件：40℃环境下满载测试。

  h! }' p. ]' A' M8 J07、EMI 评估测试
) j* W% m1 G1 [/ T3 H0 }4 }
8 V  H7 H0 q$ X: V测试条件：

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

+ J6 l; J' u% T" a* o8 O& X$ @

传导L 线测试PK+AV

# X# n) l, k0 K1 T

传导N 线测试PK+AV

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
限值标准参考：EN55013、EN55022B

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV