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！

01、样机介绍
: m7 T& D7 t& [- H' m' 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。
9 ^8 X/ c9 Q! ^+ P5 a

CR5259_12V2A 工程样机示意图

CR5259
$ O5 _/ t1 ?: H* \6 ?& x
. \! G* ]- P3 G# t1 Q- [. O- QCR5259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。
+ V( R5 R+ }0 K% d8 t0 c5 y
1 ]. G7 T) Z  F- q2 h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

( y8 Y- P3 |; |4 R! M' @; s" r7 _● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
; S) o9 W5 G7 B. o, I, D7 ]0 C6 |/ T● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
  \# _- p, ?& {; v' K2 g● 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；
: n5 J# P: j+ C4 ]● 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”
( y% K7 B2 O( k/ R# x( R. ]● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
0 y. q# M) l5 j) w* G$ {● 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
" N9 l/ I/ D2 v) U0 K3 y
● 电源适配器
4 p. u. x, w: u# p8 {● 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
● 机顶盒电源
9 n6 b+ }  h+ I7 g3 m6 L● 掌上电脑电源

( q, [& ?7 x: h8 V8 C, v# |引脚分布
/ }0 x6 T  W- _4 x+ ?9 Y0 n* p$ k& o

1 `& k% O) O( J4 q3 \" h4 |典型功率
. w. ], n  j' k% N: T4 H# t! a
* v& ?' {# B7 J; N2 i

8 f. Z3 b# S; 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。
& U" D2 k* J0 j9 T( H  g8 F
引脚描述

; ?1 M* {2 {5 D7 i6 M  L1 F典型应用
' S: i) e0 z: x2 s

" {/ p# N3 [0 p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。
6 Y  `% u, t+ Z  C
02、样机特性

$ h' H9 E0 ?+ ]! j, e) K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。
4 |- Z* Q  m5 t+ \
" b' p) Q" N; m+ u: J) x( }2.1、输入特性：
) b5 h/ h* c0 d* C) u

2.2、输出特性：
& v( C; \4 M+ y2 h- n% L, d' m# x9 |+ ?

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
" {3 ?# n8 t, E% @3 @% @

, r. i( y9 J* a& R2.5、工作环境：
, s/ f! y6 v/ _( z

2.6、测试仪器
6 T9 ?9 l2 |% i5 U1 j0 \4 }% k  M

03、样机结构信息

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 l/ a: e8 r3 ^0 R- b- n
3.1、电路原理图及PCB 版图：

* o/ R( l* P0 }7 x% D（1）原理图：
0 P/ Z5 v. _4 J) D% h$ k7 O* {

（2）PCB 版图：
( b# C  q1 F. G" e  J8 {

; E, f) U! u. q& W) r4 A. d3.2、变压器绕制工艺：
( [9 d# k- R6 i/ ]
- x) F% e0 _! q+ N6 ^（1）变压器电性及结构示意图：
, I: X. N4 S% S1 [/ f' z

（2）规格参数：

1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
9 U5 a' b5 _6 L% x1 \3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
+ \0 T" G1 e1 W3 R- u$ y' s5）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）)
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

6 z: r) l, q$ l8 K0 t(3)、变压器参数：
! W+ ^6 _# i$ N9 L' q% b% B7 j

1 ^1 @& V9 R4 v3.3、元器件清单：

  q7 K2 H# k; M! ~8 S9 I! ?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。
0 N) T# ]. l+ T8 P8 c3 m
4.1、输入特性：
* N) o8 o. j* p' z+ f  ~
# _4 q; Y3 u: p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 Y4 x& ^) \& T) x9 O) o表1 、无负载待机功耗(无假负载):
/ C$ ]* v! @9 b+ O  J7 X

表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
9 Z% u& m! E$ Z0 o

) q: u  I/ U  S5 W, [表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
1 C" `2 I8 T) ?6 v( N, L. K

$ Q) }# |. t5 `( c/ Y  y9 T, ~! O表4、输出板端测试的效率特性:

4.2、输出特性：
; A" N" k/ S8 l: H* Y
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
& @" t* s- L' \6 X' j- F8 c! M. H
1 P; o3 _" l+ y7 @+ ~2 [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:
1 \, ?- C* D/ \0 s, K: L8 `9 U; M

% N+ |1 l2 H+ C4.2.2、输出电压纹波：
' d; _3 U+ d- }4 _
5 r  l8 [" _+ N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。
) c, P$ j5 C- ?4 b/ x; T
表5 电压纹波测试
1 a4 y( N% ^# i% S8 l& s7 i$ X4 \8 a2 ~

/ \5 {% b  Z1 f3 J  @# H纹波噪声波形图：
" e: l6 A. ^) T( }  i6 M! p( |
: R7 I6 a6 V2 A4 R8 }! z

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

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

# n5 s/ f/ a) Z. Y' i1 z

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

0 d, f3 M+ I7 \) Y3 t& ?" M( ~

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。
! @' U: M4 a) ~! _# t, r1 n& j
4.3.1、过流保护：
! w7 R) O6 z8 _# R" j) N. E

6 S  q2 t, f  e9 v# ^# D5 |$ N9 E( ^4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

4.4 动态测试：
, [  v  `3 i* w" T1 ]6 s
8 j  l( S. k" {. U4 a$ y# M$ M1 f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。
, Z% X( b6 Y0 K5 H2 J7 |8 U

AC90V @ 5ms

3 h; X, E. a6 r0 B

AC90V @ 10ms

+ |1 X9 p: A, x0 J# M, E

AC264V @ 5ms

7 b4 \( K: }) b0 l

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

% ]9 E% W, x9 s0 A: _注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。

. A. b" ]7 L" L& C# T; {% {

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

4 R* x+ k( F- L( @( x

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

% u' w% b) @* i6 S% m

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试

$ k& b4 f! A5 D, DDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

! B' L8 m: w$ E: M

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

06、温度测试
5 q$ H! x8 ?. n' C6 x/ n. K
测试条件：40℃环境下满载测试。

/ H+ ?0 l9 {) n2 X0 i& p07、EMI 评估测试
( b$ L. o( T6 y$ }  K
测试条件：

3 q7 [$ m3 J9 ^) h0 J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
. {# f* C& o/ i# b
" M8 ~- P. D1 u

传导L 线测试PK+AV

- e* c4 V- O8 |/ N

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
5 ?  [  z  h2 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

1 |0 {* {- M' T, A

辐射测试PK+AV