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

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！
! }9 b7 L; H0 Z9 L
( c- C2 H7 V- U/ T1 f01、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。
- Z) W: D* j: A- Z% G& m, {

CR5259_12V2A 工程样机示意图

' B. f3 Z7 [- l8 f4 v( RCR5259

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。
/ M7 J1 t) D: u
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。
& u5 s' l. K6 Q; o4 k) b
芯片特性

; j* C! N- R- s% M: d- P" `- M4 H● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
) y5 h4 g0 i2 y% V! D● 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；
8 C- d4 V2 U, I8 p6 [● 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”
0 h* i: a6 X8 Z3 c8 Y* E+ q3 F● 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。
0 \) `/ K5 ]3 h- W' n, ?
! I+ ]+ S% S- e$ g+ W5 n. @基本应用

● 电源适配器
( j; s* H( n' C● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
/ n- \. x+ \% z● 电脑和服务器辅助电源
● 机顶盒电源
7 u. S7 I2 E$ g. c0 ^0 h- `) l● 掌上电脑电源

, |' k" _6 m4 ~9 J9 S6 f* N0 n引脚分布
( W% `& v7 L/ [9 y0 h- U

典型功率

: ^9 L4 P4 A  R2 I1 h

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。
# f9 r' T! R& K
引脚描述

8 d8 Y# y! E- Q0 a

典型应用
+ R0 a# M) P8 w4 H! L4 l
3 z% S8 K8 ]  _& g+ E* d

0 M3 j8 p- s! I1 U0 v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。
4 O0 ^/ i1 S* S0 f  E. U
6 h) t% O$ ~' ?( V9 b; s5 v4 C0 p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。
8 j# T( p5 G, \7 L9 }! J! a
3 n9 q  R1 @; ?$ d7 P; K9 }$ F5 ]02、样机特性
$ s8 g, ?2 m& l1 m( Q
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：
& E) T, C5 t% ~' v: I

0 f5 A8 A$ v. g  r2.4、保护功能测试：
* i/ b, v, `2 u

8 G9 C+ \9 `' U% k3 H) S) B2.5、工作环境：
6 x' [9 e0 C) ?

1 V* Q7 {( j- A% A( r2 V( F9 I2.6、测试仪器
* j& o( R' z1 F/ [2 G, Y/ R/ d

03、样机结构信息

$ ~8 r+ L. C% Y. z) b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 Y! v2 F% n, V3 T( i; d
3.1、电路原理图及PCB 版图：
5 r! R, V; p( @  t& g
5 U# L( Y5 d" w, R（1）原理图：
2 Q% W0 `5 q0 s6 A

（2）PCB 版图：

! o8 i; g( t  g& A; Y

& }- Q: e! Y! Q8 T4 R% f1 w5 a0 z

, Y2 x  c% n3 x& `" `3.2、变压器绕制工艺：
1 I) H* t  d+ t2 J6 O  `3 p2 x) J% h( q
: k+ Q) [" t7 F（1）变压器电性及结构示意图：
5 H8 S/ {. X/ y+ X, `

（2）规格参数：
& Y& z6 t8 l2 }, G6 H
1）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
4）次级: 三层绝缘线
4 x8 B1 G* K; h0 I6 v" `' n" ]5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
9 S* P9 y: W3 b1 G6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
7 @% g2 ]# r- H3 P3 d* t7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)
3 M) S# b% g9 D' D* t. @8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
  Z( x8 _* ]) b; f3 m
& ]. k/ k/ q7 }(3)、变压器参数：

, R- i" n# {7 ?3.3、元器件清单：
7 b) r! J0 [, b8 l% M

; w/ D- f; g/ K3 g: ^; x04、性能测评

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。
, x$ \/ I" r7 U+ R! B; O. U% g" \
! z5 [! Z' K* `& F1 [; ?5 u# D6 O4.1、输入特性：

; l$ Y% t, q2 a9 i: T2 r, 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。
7 L" _9 C2 e0 y/ d, C
- c6 `6 a5 |6 y: {7 I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
5 Y/ N9 A; t" \+ ~/ c" }0 P9 V

表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
0 j& A# U7 A/ J/ _3 x7 ~( b

) O- K* G% \2 z& v% X" C& ~7 e表4、输出板端测试的效率特性:
) Q" w6 O2 g$ U, W

" C% ~) U& l% B1 ~4.2、输出特性：

注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
7 o( ?, e5 m, `1 L( @1 a
4.1.2、线性调整率和负载调整率：
5 y. l: G" C4 b" u, g
8 G! h/ `) T6 ?表4 线性调整率和负载调整率:
3 e) c) S9 C/ ^3 {0 Z2 I: Y6 O& x% @

4.2.2、输出电压纹波：
/ _0 M$ @8 I& _. k* n
: f3 B8 G( }* Y9 ^+ p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。
/ t: e9 d0 B& @6 r! Y
表5 电压纹波测试
$ G8 _  j4 p3 Z0 I3 {4 `

. ?! ^7 G" c+ n) a纹波噪声波形图：

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

' G( ]! `. W" T3 K& e

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

! B1 ]7 i- L) z" h. ~

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

5 S" a% ^$ v; O

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

4.3、保护功能：
. H8 J6 A, F  o$ ~& {. V
2 A% i5 W( m; t! ^以下涉及过流保护、短路保护的测试。

6 q. T# v% b& ?: U" P  _" k8 Q4.3.1、过流保护：
$ C! o( t( u( u6 h) V8 y+ h

! t! x0 q3 V; H9 ~' T* v4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
% W1 c- E# I% U6 k+ z

4.4 动态测试：

& g3 g, d7 c$ g8 {7 b* L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。

2 E3 e+ @7 [: O0 O* y

* T" G3 l" l' T+ n% |

AC90V @ 5ms

4 P! @" x& u' B+ ^$ z7 w

AC90V @ 10ms

+ d8 y: o/ h% V& Q% k+ b

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

5 D  }6 l* Z+ r1 s6 K4.5、系统延时时间测试：
* O: z& C8 R* A
- g, e6 N  a6 d7 o* g, \注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。
2 E( f# D7 K+ w! n" x$ y
3 w6 Z' z* E! N4 m' S# ^0 N6 @$ [6 C4 W7 H

) _- ~; M& @. H# K3 @6 l7 X

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

# N! ~1 f9 i1 o# j# G8 B, e! z

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

- _* Y: ^; T; o, `

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

$ d# v! [* M- `. z4 z/ y

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

- [( ?. P$ @" ]" y' R

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

( D* l  F# w; Z# j( Q9 A4 f- E& _05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
  I+ |2 c5 C2 \& l4 F  C5 ~
  ^5 m/ q) G9 w: ?

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

7 |8 j' y7 G# B, U' D& Q4 O* T9 s

AC264/50Hz，100% load

$ K) e% O: X  K4 z$ Z

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

8 `; n) s( \: J$ i$ Q. p

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

% d" ^* s+ r- q! T! z4 n4 D06、温度测试

测试条件：40℃环境下满载测试。
; X5 n' z- A# v) B0 N6 {0 T3 o4 y

) j0 _9 Q7 @1 q( C07、EMI 评估测试
* \! y. X+ j. E' e4 a2 j0 t# D5 @+ T) I
4 |' C- j4 _; A6 e" O6 g+ i, T测试条件：

输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
. n; q! e# g+ v0 h8 x- E7 J! q' N" r) u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

输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
) y9 h) G0 R- n. }限值标准参考：EN55013、EN55022B

传导L 线测试PK+AV

7 S* Q( F4 |0 [' ]

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV