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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! ~; J  S, h2 a# r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！
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01、样机介绍
" G, ~1 N: ?7 L6 h; B& c
$ E1 `  I6 S( R  V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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% V/ ^, F  R" C/ F8 q9 [  P5 W, r

CR5259_12V2A 工程样机示意图

0 P, ?3 O# G" e: d8 K' jCR5259
' C3 \# @" q* l
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。

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。
" ~$ D& V* ~3 q' V- E! M2 }1 q
芯片特性

● 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；
● 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；
1 A  \& g: E" G3 o● 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”
: |9 H! s: W; E  W! c* f: M● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
; I3 X8 F( O7 M) _0 t% _5 ^● 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。
  g$ N/ t$ S, [5 u: R) `# ^
- v7 \, I4 Y' Q: r( b' g% e/ @基本应用
! c: _6 f* e/ P# ^
● 电源适配器
4 h1 Y, b8 j& [0 f2 M● 开放式电源
- @5 I/ ?  K  R0 U, w9 k● 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
# p! m8 L$ S4 {( A# G' h, W. M. a! @● 掌上电脑电源

引脚分布

. X7 b% M3 @" ^9 ?

  X1 H8 [6 B/ z' Q# Y典型功率
+ f. E" n; X$ D- e3 K# a4 ^

" n2 a% R8 W9 G9 S; u1、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
1 X5 G$ M, Y& E1 K1 S
1 q/ @. G. U. W, a

' e( P* k4 c" |: w! M( W% e; M. ]典型应用

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。
& L+ \6 b8 w4 r$ D, N* {6 m, G
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。

; h3 s4 D" L/ ?0 N8 W02、样机特性
' T; Z7 U- W, f( }3 N3 y& y  x% L
( ^/ w; s8 j2 R6 R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。
; W4 e$ \( z' x9 K" q& H& t: r
5 ?6 Q. X; r8 {5 ]% S+ a2.1、输入特性：
$ ]* K$ s) s: ]

2.2、输出特性：

2.3、整机参数：
# S0 F+ c8 r1 u( q5 a& h9 O

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

2.6、测试仪器
; \" x* ]4 }8 W; U4 |5 Y4 e

6 k: X% k* W8 `, h5 h& g/ f7 p03、样机结构信息
# H- B1 r* M: L
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：

3 |& B4 V, F' w; @1 R（1）原理图：

1 C1 {* l; ^' D& ]% T7 M

（2）PCB 版图：

6 s$ [' v) C7 N3 |

! C0 S7 g; z0 N( D

) j* h; U& r; y

" Y/ b! o: l0 a1 H/ Z3.2、变压器绕制工艺：
0 \* V6 f$ W9 H( j3 @  e$ r2 d
（1）变压器电性及结构示意图：

（2）规格参数：

" U0 V! ?5 c( D  ]1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
* e* E! B: @2 T% _, D2）材质：TDK PC40 或同等材质；
6 _0 R% v# N) j  y0 @- z- U7 X3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
; T/ P2 d5 ^/ D; w9 F: i4）次级: 三层绝缘线
! N! u0 x7 g9 ~. B5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
3 k) L- C& d$ A" s8 S6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
6 h2 |; G% ^  {, O: y5 D7）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
; P% ^/ D/ N$ |* {% N- a9）成品要求:浸凡立水
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(3)、变压器参数：

# a, ^. F) d( ^# Q- ?3 n3 T5 D2 s3.3、元器件清单：

04、性能测评
7 S* @4 C( \. I0 k) i
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。
" A; F1 V; h# y7 L6 q
( {, A1 p/ s! h4.1、输入特性：
  @: Q7 {" P: d% b( s( g
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。
" k6 V/ Q' `, U- A0 \3 b* J. ]
4 s4 [! y4 W! p* `; t: V表1 、无负载待机功耗(无假负载):
; b3 U% |6 s  m# O$ z3 z' L$ ?

. g0 q* n) V: }4 S: S! C7 ^& m( C+ `表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
9 P* H+ f; j* E

+ g$ ^, g6 H4 o2 s表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:

9 j, F( |0 d8 P# U+ h+ L表4、输出板端测试的效率特性:

% w, n' |4 m: P" ?; k3 Y& I0 v4.2、输出特性：

注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
( _: }: ^  i; |3 P, K! u
! _% W) R1 z, N/ |2 H) ?4 X0 y, n5 Q) T4.1.2、线性调整率和负载调整率：
; K* w1 B/ |& m" }! t5 i
表4 线性调整率和负载调整率:
* @, T2 S+ @4 q  r4 Y0 T+ v0 _4 C

8 ^& {5 Z2 z3 Z# h- s# @4.2.2、输出电压纹波：

" l' W$ L& E2 ~! G% {) J; k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 R3 ^" r5 `8 K0 {1 n表5 电压纹波测试
/ t' u# d5 y: R4 ~: v- t" ^" h4 c

2 m4 ]5 q: g+ C. {% C纹波噪声波形图：

7 ]2 k# [1 P- F7 R! Q) U' h# U

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

1 G. }/ |. ^1 B; f" n' [9 q

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

4 ^0 ^0 ?) U1 X9 J4 i

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

% F' h2 N! _+ }3 o5 j. k4 E  a- K

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

4.3、保护功能：
7 O* k  `( E( F( r6 m
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
* o% r8 z( C/ r. H4 c
" O+ q7 |' E% ^6 r; m6 J9 {4.3.1、过流保护：
9 @9 x1 W% c& N1 \/ _, Q( H8 |

4 R* Y  ~5 [" ~- y7 K4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

' U% Q& Z; C1 R% a# R4.4 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 Z2 o/ ?* Y1 a/ m1 w; E  j3 V
$ G6 L0 ~4 v: {  B4 ^2 w% M. m

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

: g- L/ e# |* b; V6 Q

AC264V @ 10ms

# Y- w5 v- C! Z# q# n9 A4 i4.5、系统延时时间测试：
/ Z0 t( C9 R1 @- @* Z
注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。
, l: t2 H& x- W( g+ ^: c/ G

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

! i0 W* F' _' ~1 J+ W' T

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

' I; [: B9 c8 O0 d) q3 l

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

9 W& }/ R/ o$ u

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

0 t5 N4 V1 o/ K9 \5 k

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试
/ W4 T& o  n: }& T; Q7 w5 v
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

" N3 j* L* h1 j5 Q; E

AC115/60Hz，100% load

4 v- Q9 D; y% v. m: \) G0 n  c. ^. D

AC230/50Hz，100% load

6 C2 {7 S) y8 n6 v) z

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

3 m9 h2 l; l5 B% e! F( }  P06、温度测试

测试条件：40℃环境下满载测试。
9 r) [# |5 c" S$ o/ ]" P
2 _3 J2 H  O& u: U$ }: `+ L, V9 O

/ |% Y) y' _! j07、EMI 评估测试

测试条件：
- z/ U# n# n7 E6 k9 H% i( l
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
" m# J( n+ E+ s, P, B
+ \9 i$ s4 z* v2 h: j* Q- o

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV

2 g" B. S/ H. j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