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

$ H0 l" E/ \8 M* }) k, p# @8 j- n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
( ]! N! K" |/ X) M+ x
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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CR5259_12V2A 工程样机示意图

CR5259
# [& G% U; ^: b# F
  L. c! _0 L/ C6 t. t; `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。
  W9 A, l" P. t& F' G
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* j3 I4 S* E4 z# z0 K0 f芯片特性
! u$ b9 z: {1 g" z: O
● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
3 v( Z( w4 x& I" z. j3 R* R0 l● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
. S% O* E4 v1 R% S● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
0 z- E+ Z% a& x& J  d5 z0 z, I! @● 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”
; _, {" ]: M: N% A+ T● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
- O3 \/ G% ~% I● 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。

" n# K3 p+ {  _1 _; U; o1 [! {基本应用
: k; w! \$ S# q6 F
● 电源适配器
, V( p4 f; X9 w; S8 u● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
9 M% r, Z: T8 V9 l● 电脑和服务器辅助电源
● 机顶盒电源
6 b' |4 m/ u5 @9 n7 ^● 掌上电脑电源
! ]2 k+ h; f3 C) `( C4 y
; y2 H% g1 L9 N3 U( T- u引脚分布
+ o+ V2 f! V1 w5 `2 ~# C

典型功率

7 ^5 T+ |- W; {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。
& U& h$ e6 A- O
2 k# L5 N& u/ F( A' q) m引脚描述

典型应用

4 a' v- ]0 t  w

# f# |$ ~5 W2 U) G4 s6 \) M( B. A; b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。

) B: [8 Z# B$ J# f. l& k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。
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  h/ c" h7 }$ b+ K8 {2 M02、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。
3 Q3 {; g2 \7 s: n/ V
2.1、输入特性：
' l9 `/ M6 g& J4 j5 q& ]5 F

2.2、输出特性：
- |( \0 k0 |: D

2.3、整机参数：
+ r  r* }  e$ ]5 d' }" u

2.4、保护功能测试：
- a7 G0 G5 O9 y! X2 |/ e3 ]' W2 h

2.5、工作环境：

2.6、测试仪器
& w* v( k) _0 H& Z

8 G' |# S7 ^6 v4 Z1 H+ ^* P03、样机结构信息
  G1 B& ]2 ]0 q
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。

5 ]/ R0 `% H, H4 A" }3.1、电路原理图及PCB 版图：

6 P4 \* C  }% j（1）原理图：
; ?+ _0 ^( I; D5 F. n1 t+ j

（2）PCB 版图：

+ d1 h; c/ Q9 L1 @; v* F; e1 R

% z; c" n0 [% }% X( ?3.2、变压器绕制工艺：
; ^8 ^* A* y# j& ]7 W: i7 Z2 F
（1）变压器电性及结构示意图：
; ^  M6 G( m) Q- W  L3 i( `

（2）规格参数：

1 h% z5 E+ F$ x/ F1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
+ |2 Z" z- Z7 X" N( o2）材质：TDK PC40 或同等材质；
5 @8 F6 i! q" ]1 ]3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
2 M2 s5 _4 ^! P4）次级: 三层绝缘线
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
. T# z% I/ \& J9 G) ~1 m7 u6）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）)
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
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: d6 x. R" r! V. |+ P* T) k1 J(3)、变压器参数：

# _' ]9 k; P8 Q0 E+ x5 b6 a$ Z3.3、元器件清单：
; \' {, l5 X, r# J9 y6 _% w
, X; ]5 h/ J, w$ F9 I- U

04、性能测评

: t; O! @, D3 ?. n5 a8 d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。

4.1、输入特性：

! a* i7 ~9 V; h6 _1 X8 k* h, 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。
& F4 \  O' f6 C
: y( \/ P5 G3 o3 |6 M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
* ?! F, @+ t  t4 t4 }) s

表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:

表4、输出板端测试的效率特性:

4.2、输出特性：
! [5 y" l: f# a/ b  D; G( t. Z, B
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
$ ~& `( y  _0 Z4 g; H
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:

4.2.2、输出电压纹波：
3 O+ ~. p5 W/ k0 f
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。
; e7 g0 j' Z( S) G" a: _# T. t) E; a
表5 电压纹波测试

纹波噪声波形图：
# x3 e: \8 B5 {# C4 n" b

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

7 Q  [) Z& a5 @0 ^/ ^; M

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

4 ^/ w( \- p: @8 x7 E: m

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

& v2 I2 p7 X' p+ o0 y. C6 Q& O

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

4 A- d8 t  Q5 Y; A6 q( W+ l: |2 t' _4.3、保护功能：

8 S1 [  G, h/ o: E" ]以下涉及过流保护、短路保护的测试。
( H, A" r- C( o% G
4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

( L; |. @5 e3 d, {# w, m" W6 r4.4 动态测试：
% |+ z- q7 {2 e- e2 N$ L- U
1 @; l! F2 g, C4 H3 C2 W1 y5 Y9 h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。
# S; ^; c/ \4 y9 C5 {( Z
5 }4 q, l( b9 o1 X# i: f

) w: d* K& P9 t$ U4 ~% |4 a% ?" k

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

( M0 _6 \! a+ N" ^! J( V% U

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
! t% D2 A3 S+ X% O
注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。

7 M5 C3 X, U+ Z3 F, U  s/ W

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试
) I( C+ P; [- u" ~/ ^* E; @3 x
8 X8 }, a2 _1 B' V. ]4 K, d" uDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

9 z: E* E/ O1 ~: e1 S' D* }

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

3 }! A$ V5 `. Z! J4 w* U- B9 v

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

7 e  F5 U8 d  n/ f. X6 b9 O

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

06、温度测试

测试条件：40℃环境下满载测试。
+ Y- Q2 [9 d: Q
) R3 u! P, g4 \6 P# `

+ q. }, U8 Z) I07、EMI 评估测试
% }8 [5 F4 s- }) j
测试条件：

# q4 m7 R% {: j, W输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
" |. }  U( E* b& ?& I限值标准参考：EN55013、EN55022B

2 h6 n  P4 U+ G  f9 a5 G

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV

" V9 s. \  ]( v输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
2 B& \& C$ o# ]8 l4 s限值标准参考：EN55013、EN55022B

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

( `! J9 o! g3 y, I; o

辐射测试PK+AV