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

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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
: `  N7 J. h5 S! V' ?$ y
& w! b; C" R- K: o9 c6 ~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。
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9 J% N2 L# ]+ u  Y

CR5259_12V2A 工程样机示意图

CR5259
+ r* h! j7 f3 d
1 L$ v$ a- e- HCR5259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。
0 y! ^! k$ ^3 D& C
8 W9 b' j* k( ]! 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。

3 z' ^$ c( D3 _- |: n" r& N8 M芯片特性

" E9 z3 {5 e7 M* `3 I. M' G● 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；
3 T) Z% Z4 `8 N- E. C● 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。

# v6 a9 ]! v5 y+ [# Y基本应用

1 p# }/ V" {* |8 H● 电源适配器
9 R% J  a: G* T- K; k● 开放式电源
" J+ ]' s) x% W$ d- T5 T6 j2 t● 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

, _. e3 ]. J5 t7 K) f, G- |7 A* s引脚分布

% b5 \( `4 i8 B; x2 d/ M5 O8 j

/ \+ H8 ]7 Z7 _$ P典型功率

/ X5 p% ^3 w' b0 W6 Q- {

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。

引脚描述

: T: e$ U6 l8 D9 o: F& ]

6 B  c5 ]8 p$ k0 E3 q
/ q- L# @% `9 E, f典型应用
' Z/ i9 w' o8 z. e( V) L

! x0 b7 P1 M/ A0 j5 ?& z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。
/ c! A( {1 s4 b" }$ ~* Q
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。
+ w% e" w3 b, p0 C' g; ~
/ |/ b' I9 s' y9 n02、样机特性
: G8 K/ n  o/ G/ J: c+ j
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。

+ k( ]0 V# N. A, O- [; G% y2.1、输入特性：
/ d: _0 \7 |' n% }( m5 c

+ R3 _) T" Q6 s* ^- Y2.2、输出特性：
2 u0 C/ m5 |. A/ M

: e# B. e( }7 ]; U2.3、整机参数：

& b* g1 o9 u3 U( d2.4、保护功能测试：
/ I3 C0 w1 `% [8 ^

2.5、工作环境：

2 H$ T5 _- v' O5 `  e- M2.6、测试仪器
0 L2 q+ ]( V# ]: }

+ x! K! X* P$ M+ Y: M03、样机结构信息

. a! Z  K7 R! N: k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。
; M6 w" k3 p) }4 {; {$ b
3.1、电路原理图及PCB 版图：
; a$ B* [% G+ [3 }4 C
7 [$ v! i" s8 R6 `: Q（1）原理图：

, [1 u/ ]6 x1 g% P* h$ @. [

4 h, o4 N5 D9 z! l（2）PCB 版图：
, U8 b6 B: [# A" P

  d0 N7 U9 q) Z& w' u

- r0 c+ I3 V9 q' j" U

# L9 `* {0 ?8 W+ h: G8 ~  k3.2、变压器绕制工艺：
7 M% G/ h: J3 [- m) ^' J' j  b
2 w* O9 Q2 m. x# z# o# V（1）变压器电性及结构示意图：
9 f" Q0 J6 {6 ?- s

（2）规格参数：

1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
. [% r+ S/ n- l0 a6 |, D/ N2）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
7 o7 M& b* F  n# @5 Q5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
/ K! T: C8 E8 u' H: r9 |5 ?# I7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
! D8 U7 ]* D6 c% M5 s: w% F1 K7 z8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
' m; o' _. s/ y. d4 ^
8 Q- ^# w  \: \  c(3)、变压器参数：

* E0 F8 ?6 D  D3.3、元器件清单：
$ W1 B( o! I2 Q% M6 x2 Q& r# V

( q# O' ]* D3 w& U7 m04、性能测评

/ i  x4 m' h1 O0 C4 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。
! R% W7 g% r  t% f' w
4.1、输入特性：
! T1 b1 P& y7 [1 P
8 l+ S$ ~) r1 z- u" s* g) k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。

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

表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
1 s; o7 @3 W0 m: z; g$ L

9 [' S0 f9 |8 q# P表4、输出板端测试的效率特性:
) r+ `* t0 x" d

) }0 x9 e6 Y" ~+ C6 b) `# L4.2、输出特性：
* p3 W- T# P" i( v
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
& ^, K6 o8 _! y& a( ^
4.1.2、线性调整率和负载调整率：
" }% c2 x) r1 X& E! p
* v( r9 S  M7 _4 ]* ?0 b表4 线性调整率和负载调整率:

! I  ^! a! N& g, q0 g. T4.2.2、输出电压纹波：
. _& }3 y* g0 P6 q( F, L' |8 Z
1 F' t1 T$ y/ R) q. C( `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。
( E- v5 t7 N8 m2 W, ?4 j( `
/ O8 `; O5 E9 t8 p! ^0 b8 z表5 电压纹波测试

. z/ V6 l' n/ ]/ p纹波噪声波形图：

% T3 w5 F: O$ h5 k

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

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

. O- P" N1 g0 ~

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

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

4.3、保护功能：
4 A, m, x% v! T+ O9 j! r
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
7 G. O  |, m, t7 r3 G& R  c7 |2 @
5 A+ a( o# h  \4 ]9 t" _2 D4.3.1、过流保护：
# Z; f, ]3 W1 W

4 v2 ^- T6 m' k  p+ q4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

4.4 动态测试：
. T; x3 E3 Z6 Q. E+ `' e
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。
, J6 @, j0 v9 M7 A0 o6 T1 J) ~9 y) I

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

3 O  l5 F& }7 |4 F

AC264V @ 10ms

9 s% E' ~- q8 V$ ]0 J4.5、系统延时时间测试：

  v  ~5 L, m0 y9 `2 o4 R注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。

" t; E) h7 D% D6 n8 [

7 Z$ n, G& u& o8 H; A/ ?- m

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

+ t8 ]; D' }' R3 V

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

3 y7 H! V3 e9 V4 k  U2 @# J* j

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

3 `$ z! ]! r+ z* N* l. O7 z

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试
! S  J/ K( I5 h# z7 E# l7 C
. h% n/ w1 b: c0 i% WDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
, X9 C: O( n" ]2 K% a  ?

AC90/60Hz，100% Load

2 P& l% o3 f1 d7 C

AC115/60Hz，100% load

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

; J' I- d4 f$ G8 D: H06、温度测试
$ Q' Z" @$ P# C, B; G: P& P
+ ^: Z" G! K4 {6 d; E) U. `测试条件：40℃环境下满载测试。

/ W7 j" V1 I) m% A: c( ^07、EMI 评估测试
' @) t3 f1 u" i1 k4 e) l, v5 K
测试条件：
0 Z( `* N' l: m+ i- A) \
输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
- J4 f2 ^. h2 L限值标准参考：EN55013、EN55022B
: {( J# g0 a# ~* O

传导L 线测试PK+AV

! H1 Q7 T* M6 t$ Q0 M3 t4 O

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

# A& y- L7 W- ~% f- ~1 _

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV