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

! \# P( n5 z  p3 J; S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

* A/ S8 G5 z. K5 r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。
/ G5 `- P' ~# j
; M$ |6 n6 Q5 C* N! Y9 ]

CR5259_12V2A 工程样机示意图

CR5259

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。
+ N8 V  _, F2 b& V  y0 m
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。

芯片特性
4 X: {0 x# R5 ~* n: o  F: k2 t
- E8 }# X$ Z- c* D● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
, v6 \; R. F& D( H5 ~● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
% g/ T' Y+ L5 I+ ?& `( i( }● 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；
0 t7 r9 J! R. z, g6 A4 [( C● 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。
) t* |4 Z" k1 B' n6 a1 ^
, v1 q, N- e0 z4 w- t2 Z8 k2 [, P基本应用

- O! \" l9 O9 D6 r) o0 P● 电源适配器
● 开放式电源
  y3 R# B( |& y# [● 数码相机和摄像机电源
* p& P5 ?0 D0 q* G( U● 电脑和服务器辅助电源
● 机顶盒电源
/ L( M8 x! z7 ^6 I* H9 i1 }● 掌上电脑电源

引脚分布

典型功率
  `0 ]1 Q2 G8 Y0 p1 W2 D
/ h, b5 [% d; b: @* l: R

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。
) a" B/ d1 d6 Q
引脚描述

+ h3 p2 b" F1 A1 l6 a; o8 W

9 D2 c) m  U/ t8 H$ N2 |
" a6 R2 A* h+ _' V! M; @典型应用

* V- V, e5 a; |1 g+ V! S+ I; D5 L

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。

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。

. _: v  P7 ^( J/ k4 e( U02、样机特性

# ?& v, _1 p) t6 r) e3 w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。
7 k9 o9 T" c$ k& E" \6 R1 f
" _: u) o( o+ G: a( E$ L( ~2.1、输入特性：
, N- F# s* n; m/ W2 g# L6 G

2.2、输出特性：

2.3、整机参数：
; T' W" a9 q; h6 X

2.4、保护功能测试：
7 M( b6 R9 O2 c3 ]3 j4 t* w9 Y. z

2.5、工作环境：
5 F  ]5 T1 S: \0 I2 h$ Q

6 b: ^$ ]. ?$ I* p: d- y% B4 h2.6、测试仪器

; `" u! g. m- `" c03、样机结构信息

$ b& u8 O- {% a# a' y! 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。

. @& l& o5 J  n9 V1 M; H6 `5 k3.1、电路原理图及PCB 版图：
  D/ R0 |- Q& o
（1）原理图：
0 p5 u; ]  V, ~* G

（2）PCB 版图：
! L: W9 o& U0 f9 {" [
, j( o/ P( L' I& u% @

! d6 i7 N2 f- _6 C8 ~; h2 V

+ |9 y9 m. M# N# p

3.2、变压器绕制工艺：
- F" }. D+ V8 i1 N1 G& g
1 M5 g" a. I* g) X: Q! X" p7 V  v7 Q（1）变压器电性及结构示意图：

  U. {8 I4 a, P* r6 t% `7 {7 X（2）规格参数：
; X) H1 F# J% Y- {
+ ]7 K( ?; ^* O" E1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
2 f& }0 d. Z9 `5 n) A" G  o; I5 ^3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
* A! K; E! T" ~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）；
& L! }: V! F, T8 l1 A7）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
/ W5 ~0 c7 N9 A" u2 ]; i& M9）成品要求:浸凡立水

6 y8 X2 `/ Z4 d9 a% q0 O(3)、变压器参数：

3.3、元器件清单：
# X/ n7 r% s0 ?9 ]4 M3 ?

( q* U& s4 M3 c( @04、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。

% e, C. l6 U& G7 x4 E7 G4.1、输入特性：
4 f( E! |& B/ J8 l# R
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。
+ P0 X4 {5 }% g5 @# W
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
; J& F; @$ u. B9 e- F

# k1 o& T( h9 w+ H% \/ s& E  c6 r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:
& t% t2 d1 q9 l. T

  I) \5 f0 l0 T0 I3 ~- b0 x3 l表4、输出板端测试的效率特性:

4.2、输出特性：

注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
! A0 }/ ?+ A  D% o& g
4.1.2、线性调整率和负载调整率：

0 J0 j0 Q3 |8 j9 E3 }3 N# C  x表4 线性调整率和负载调整率:

% Z* ?/ |$ }; U1 T9 V4 ^4.2.2、输出电压纹波：

3 J3 o$ n( H! ?9 J; i; @7 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 t3 O$ g; v9 {9 U: n: g2 V
; ~0 f- p- g+ J1 e/ [; T" l& @表5 电压纹波测试

+ M( h( j6 `+ O: m纹波噪声波形图：
7 i) o0 r+ l( b5 ?+ N2 }
, G. |1 j2 ~" r- h! p5 D) A  \" [3 k9 {

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

& @+ C9 x7 T' k4 d( M' \

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

: s+ e1 E3 S: Z) b, h

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

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

4.3、保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。
+ r% z$ l% x5 R9 G: p2 T
4 C/ Q1 {1 O5 m) i$ ?3 w4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
  n) Y  ^6 M& M! h- F

4.4 动态测试：

9 X# K; s/ i, h& W1 b6 E: n% i% K* |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。
1 ?. W3 F$ \' z# @. O# F: X; D

3 T9 b  Y: w, |2 |3 g

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

5 Y' \7 H1 C+ v. T% R, m) _

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
: y6 M8 x9 X9 d+ W6 A. z+ V
注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。

! I/ X2 Y8 `; G9 F  M$ |9 d

) l* f/ D9 M+ z( ]" E8 Q3 P7 a# [

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

- s* v4 z( K/ k& t: U

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

( G& }  _9 f" s# g

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试
4 v& n1 G7 b# x* D% `8 \' T
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

  x/ B( v$ A4 i: J

AC115/60Hz，100% load

7 T2 ~% R9 ~. x) u$ ?

AC230/50Hz，100% load

! a3 L+ A5 ?4 A& L. I; I1 }

AC264/50Hz，100% load

# d& I; v" P/ D7 |# G' q

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

8 F1 ?1 r/ [, B# P: e7 ^: p

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

" I. \2 \. {8 ^" P' z, H06、温度测试

; ~8 X$ K: `% P* n测试条件：40℃环境下满载测试。
3 B/ D2 x8 B: H7 t( \

# ^, m: Q) r% \: U07、EMI 评估测试
2 y; s5 b& B9 h
1 |2 V1 E; [. H) ^' d测试条件：
6 T: B, Q8 x' c: l4 N6 ~% Z
7 i. k9 w4 f; m+ s1 T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
) v$ F  A; s$ h- m
" R2 m# i$ R* I8 b3 ]# C3 C

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV

$ w0 a# X2 e2 h( K0 ?9 A1 l3 W输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
# Q# |- o$ T" G$ ?限值标准参考：EN55013、EN55022B

- s" I( L( X" l* f7 ?

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

/ _! \- y" F+ b! u

辐射测试PK+AV