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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4 c/ m+ }/ `! h" L8 C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！

! s8 w6 a; G3 B" z9 u  \01、样机介绍

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

5 M  |7 Q3 P6 N( }& JCR5259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。
6 x7 ?' U; B5 G+ ]' V- F
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。
) S! |3 ^3 q$ D+ a4 L$ ?
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；
( {: E1 r! y8 z  J  F* l+ a, i; x● 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”
3 f: u6 `! H' T& P- }# s● 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。

基本应用

% {/ E4 W. N8 R/ J% M0 _$ I● 电源适配器
1 A% T; E3 V1 J6 a  ?" \; l: m● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
● 电脑和服务器辅助电源
( D6 m' L! Y/ q# J: g7 v● 机顶盒电源
" L( j8 P1 G7 D) x# D4 }# T/ @● 掌上电脑电源
6 ~* G( {. G1 O  n7 a
引脚分布
; c1 f4 R1 Q$ s& P
7 C# Q1 f* N/ ^

典型功率

  {# L% X" y" N

0 s: K: M  `+ P7 G1、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。
! m' R/ |. R$ H
7 |* s8 T  J& Q9 E" U3 f引脚描述
& H4 {$ K! @2 U: n; {& G
7 k4 V7 ~. t, @9 @# p8 {

典型应用
/ W, g! J, d3 L8 m* [
1 G& k4 C& B  F% h9 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。
2 \! V3 q  b) T- T
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：

2.2、输出特性：

2.3、整机参数：
) l2 a3 F6 E! x! ~% G4 @# i! `7 Z

2.4、保护功能测试：
& z3 ?3 P" l5 Q' {$ K! J

2.5、工作环境：
, X: h0 G8 r: x1 B4 R6 U( M

2.6、测试仪器
7 w( w( d9 B4 s* U# ]' s

03、样机结构信息

: k: O' z% O5 ~. j, o) 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：
$ X9 z6 e* d7 S; K
（1）原理图：
* c6 X- h; g* A
- W" ^) Z' }( [& a5 u

（2）PCB 版图：

8 M$ }2 O# N+ `; R; w6 T+ U7 K

( b6 ~' r6 r6 o! R) P: l# D& D4 o

- O" n7 {' _- b7 {3.2、变压器绕制工艺：
/ J1 {. B8 a1 a1 e; X2 V# \8 i
3 m1 E4 q7 N* u& R（1）变压器电性及结构示意图：

, G( T# E" V6 q) ?（2）规格参数：

  I# w: \0 o# E& `* Y: g) I7 H5 O) t1）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
- r1 T  B/ _$ ?) B% U4）次级: 三层绝缘线
/ k. p8 }, ?8 \5）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）；
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
+ E, d+ ^2 U6 ~! R8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

1 c$ B, l* P5 |) n* N3 p(3)、变压器参数：

" ~6 D9 P' ^, V& [) ]* ^8 I8 }3.3、元器件清单：
1 J" }  D2 y% B( I

04、性能测评
' I- d& ~5 c1 g4 B" A
& o, [) c( W' ^( V7 {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。

; {9 L; t1 _" P2 i3 C8 w4.1、输入特性：
8 L) y! p6 C6 ~( c1 c
8 A2 X  S! {! d0 d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
6 P: D9 k6 k& g7 g3 i& F, F: O3 e

! \4 O5 `5 ^! n1 x表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
# m2 c- `/ V8 b3 m  _- F

5 r, f& S# c$ t% L8 a表4、输出板端测试的效率特性:

4.2、输出特性：
2 Z( M. v+ c6 B6 Y/ _3 G
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；

% _$ H. q3 g( A; k  N2 C4.1.2、线性调整率和负载调整率：
1 U* A. b# i9 M) |7 C
  {1 m* z8 J1 F  ?9 ?: N, Q$ `% \表4 线性调整率和负载调整率:
0 g$ L9 |9 z$ L. F

& i: C$ R" H2 a6 \( f, o4.2.2、输出电压纹波：
! j+ n" f8 R- S) }! ]( G
6 N/ t) E" [0 Z$ F1 g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。
, b; v3 t! n. G0 l! q4 d# u) j
表5 电压纹波测试
2 @3 a* z. X3 m' v, y# i

/ H9 k- l! z; q2 A  W9 p纹波噪声波形图：

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

, V& H3 H0 d" T  N

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

; {* z* o! Y& I1 y

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

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

9 q0 `1 ?3 B* k- A) b4.3、保护功能：
6 V. B( K7 F% w6 }% _- i4 [! Y5 E
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

( O6 y: I7 r5 T5 N' c/ E4.4 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。
/ k' _& |6 |1 U2 [( `+ v! F& Z

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

+ o" g% Q" V1 k

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
9 d# z9 h/ H0 c
注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。

  [3 X) f6 u' U* [) q* h5 N

0 S9 i) q9 L  x2 O: e

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

7 d5 h1 ?& t5 [; b- L% y' F& A/ ^

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

1 ^  e! D$ t+ M! t" D

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

  J4 Y/ L. a9 Z0 |) b1 A) M05、其它重要波形测试
$ Y4 Z" K2 h& ?1 R+ D
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

7 u1 t+ D6 ~* C$ t4 e- ^

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

* H1 T; B& j$ i7 a/ M

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

/ C5 z( f/ d1 W" @9 a9 o" e

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

3 d4 S) E2 N) A: Q06、温度测试
) R5 b' t' r2 I+ v# q3 F
测试条件：40℃环境下满载测试。
6 e; r# H+ S9 [' X
: Q3 Z- O2 g( e( [

07、EMI 评估测试
) l# z, z2 u  w! D8 _8 E
6 x% P) s; Q) t; }测试条件：
7 n5 C3 v5 D/ D4 x( U
6 ~7 K+ D- n; C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
% l, K9 [6 U8 ^5 E. s6 y+ y/ h

传导L 线测试PK+AV

! g0 H; {, v( E7 a# K) A5 c9 [

传导N 线测试PK+AV

+ l. j" b! o9 x* @/ [; E

辐射测试PK+AV

) o& y$ E1 j5 n( S3 H输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
/ R0 V/ s" L, W9 [1 ?: O7 [限值标准参考：EN55013、EN55022B
- N  i: P7 p; O9 v
+ F& D5 C# U9 e0 t6 p* i0 C- l4 j) y3 E

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

' U* s6 z2 p  o2 R5 g3 a

辐射测试PK+AV