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

$ c+ k& e' n: j" `
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！
4 g" g2 k# t/ S
# j0 o6 |% ?: P; C01、样机介绍
  A8 m9 [- p7 M. _9 l% B
2 ~0 b( [+ q* N4 }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

CR5259

, ~! ]0 |2 [7 t# F2 R7 mCR5259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。
& P) j3 u3 I8 ]- K, r9 Y7 l
0 `# G$ T; {( ^& W! v. x8 p. I! N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。

( X1 S5 I% Q0 b# n$ E) |$ |% T芯片特性

1 i6 z8 i) N. c) k5 \2 a6 J● CR5259 是采用内置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；
; t' s" z8 f3 I1 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；
" E$ G5 o  V, j6 _) g) W" o9 B% c. 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；
● 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。

$ h; Q& Z% b4 X9 `( `' q' \基本应用
+ w# b- f9 C# i- t' R  S
● 电源适配器
( s- \8 [5 L" i! [) E● 开放式电源
/ K4 [" M& K( r+ A2 p3 j: s● 数码相机和摄像机电源
9 h, K0 o' P: B2 w● 电脑和服务器辅助电源
● 机顶盒电源
+ l& J# ^9 p6 p0 g$ P● 掌上电脑电源
* _' E0 l5 D, j- D0 u. u3 K
引脚分布

典型功率
( {  \7 b" J" [8 f
' d3 _' ]( Z) L* g8 T% {

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。

0 b8 T' q6 q/ {6 g. G; b+ c% K引脚描述
" C# A* U( _/ d3 {+ E# a

* n6 C8 K: R' G6 R
9 R, i4 D; X  [" y典型应用

2 H9 v; `* [/ 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。

' ^; x9 o# r; S+ a9 d) 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。
+ {6 Y6 I& ]% O
1 ]; w# D& ]7 Y7 |  {4 b, R02、样机特性
$ i3 Z$ x; W0 E- e. 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。

" |8 b- Z! l: t. l; x) ^% d2.1、输入特性：

% S4 [# ~' e3 O5 P4 _9 m2.2、输出特性：
; A2 k8 s, C  I' O3 x

2.3、整机参数：
0 x5 J. E- H4 A7 L3 H& Z$ L

2.4、保护功能测试：

% [0 J: y! Q4 [2.5、工作环境：
% S. B" m1 T' i5 o

2.6、测试仪器

& i" D" W- l+ ~: c) `2 y03、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。
' a% i9 u" V3 U8 y' A. o
3.1、电路原理图及PCB 版图：

% V" o; e/ ^6 p5 v0 [  ^（1）原理图：
9 u: ~4 O. I! v6 a  ]
3 y/ a& W% e; z1 d5 d

（2）PCB 版图：
5 S! R: E" M8 F; g; A$ A# ^9 L7 @
# G/ B5 b* A. y2 r8 x

% S% s4 q* r; |- E$ ~9 r0 g2 R

3.2、变压器绕制工艺：

（1）变压器电性及结构示意图：

（2）规格参数：
; @& E& W7 r. W6 N' y0 B; `5 R. W
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
; A( ]* H1 \# a5 ~! ]4 S2 l2）材质：TDK PC40 或同等材质；
4 F0 J  R) A' G4 Q+ T+ 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
4 b, D4 l# r+ P# T+ Q. z$ D: p6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
/ n8 r( V) o2 A, y( A. p3 N3 G7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
4 q9 S8 b- _. _1 Y5 R8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
+ u5 [9 C- ?/ D# x/ `' c7 \! _
(3)、变压器参数：

/ ~) C* }' ^: s5 }7 Z: R& g- T% n- e3.3、元器件清单：

  @) Y" |6 t' X  _* U04、性能测评
& C7 h3 F- r' W6 t
0 w5 K2 h) w) h- z* T- u7 [) z- k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。

6 m( l/ }$ R6 D0 C0 w1 n3 C# q4.1、输入特性：
( N' u1 _9 V* W: u5 L: B, ?6 R2 Z
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。
: I6 X" z+ B8 m* z5 i
! X- n1 W: N, O" @, C$ h& g( F* `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
! g& o  O: a3 H: m* g+ x8 C2 {

表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
) M7 v5 [7 [4 \; M% Y

- f) o9 U* h1 ^& |表4、输出板端测试的效率特性:
0 U; b8 A1 ~+ U5 E

; N# k; j! b" s, p5 Y( q* c  M4.2、输出特性：
+ Y  n5 C, `) A% H' e
! v7 U3 q8 E# {& H* V) x% J* k" i注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；

4.1.2、线性调整率和负载调整率：

表4 线性调整率和负载调整率:
7 Q, c9 g2 A" z: K  S  B

4.2.2、输出电压纹波：

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。
2 V5 o  K5 [: f! H0 ?5 X8 L- B
表5 电压纹波测试
+ i3 L" K+ l; t& B% b

纹波噪声波形图：

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

& b+ q! L* t; t6 t  Y3 S

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

+ R1 p, o) s/ }; s. o8 D# J) \

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

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

4 J3 g( x, Q( \6 z" i% Y4.3、保护功能：
: P. J: |5 e8 m! R* N, ?$ d$ T2 k+ ~
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

; l" N9 u! W; x. _, [- v8 k! L4.3.1、过流保护：
% D0 P0 K9 h6 c  ?8 L0 C" X, p

) E7 u- Z) X  @/ I# i0 F% g9 G3 C4.3.2、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。
7 e6 l' A' ?& X# W

AC90V @ 5ms

# l* r0 g- Y  {! t3 H4 b' w; C

AC90V @ 10ms

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。
! c0 f: y1 b, _* {! }! I
3 K3 j0 Y& u& N  |* `# C

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

6 o; K0 {9 L, r/ {

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

* o% o/ a5 u8 L* r. v! v* ?

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

! r; u- ~. w$ [& H2 q  ]( M

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

) X' K; n9 k+ \: M( P6 c; B

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

' {( x" }3 T4 j/ e* h# J7 Y05、其它重要波形测试
% F! q( ^/ _" T8 e
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
7 C' _  {) ^1 |7 a2 S7 ]1 b
0 v. h; I) x  {# F8 T

AC90/60Hz，100% Load

% s+ P. ^& F% A3 U

AC115/60Hz，100% load

' W1 V, q1 l' {0 I/ j/ D: L; e0 }

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

5 `7 X$ A/ e, J$ f& ~. K6 S1 \; n! B06、温度测试
+ L6 K+ _5 w# G! Q; A# u
+ I. q# Q( _  h) a6 P; r# K测试条件：40℃环境下满载测试。

07、EMI 评估测试
  i$ A" @% D8 I' B
测试条件：

& ]7 y* H8 n6 y" o输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
8 g6 u% a0 w  \& z& t- m$ b限值标准参考：EN55013、EN55022B
2 _2 n) a# T" L4 e6 @

传导L 线测试PK+AV

, i0 ]! g5 q5 C, p

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV

, x3 V6 s/ \. a- h输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
- y8 f, @  K- I0 n* g限值标准参考：EN55013、EN55022B
4 m) z: G5 ^# _

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

1 q: b9 `- Q* f7 m3 Z2 q

辐射测试PK+AV