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
+ |/ \, S4 w% S: y2 Q
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。
% ?6 V% D" N+ b% j% P& l3 F6 v

CR5259_12V2A 工程样机示意图

# h& p2 i* ~  ]" _3 }# tCR5259
+ @) D; `# `6 a4 D
$ b9 I2 J% ~8 N  L8 f: i$ }/ eCR5259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。
. W2 `9 u# @% b% y
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。
! }/ w! [( Z9 v
芯片特性
) A1 N# z- w$ |# j4 `* B4 Y
● 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；
# Y5 {" q! t% k* x& Y% f9 c/ i3 \● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
: x1 ]* S0 y- Y* R) ]● 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”
● 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
# b* V" d$ Y% f% N3 X0 p
● 电源适配器
● 开放式电源
( g: U, b4 s- {9 K● 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
: o4 t: C5 a5 `4 W( y' h- t● 掌上电脑电源

引脚分布

2 v0 P* U) r, P) q, o2 U( V

典型功率
6 Q# X& g( i5 Z) `4 p; o& Z
( ]% b1 v2 P- C5 |. X' j

% K; }* B5 j  @* F1、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。

引脚描述

) ~7 F& M5 H3 r+ m% A4 e4 _

典型应用
2 y- d0 T. j9 z/ l
) p+ v: w1 h$ w0 A8 @

1 T( Y, i2 W5 K5 o) s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。
) k- ~! @1 f% E! S6 ?2 f1 E+ f
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。

1 V( d' a! P* Y* z2.1、输入特性：

! F7 \) x& u2 k: j9 w, i5 G  p2.2、输出特性：
( I( s: [8 x1 Z! o3 G; \5 |

4 O$ c7 U  i; J4 l: ]$ B2.3、整机参数：

0 p6 T! K. i6 j% M: V8 C! G2.4、保护功能测试：
2 b2 S( L0 T* O$ a0 ]

2.5、工作环境：

) J- u2 v9 K' l5 d. ?2.6、测试仪器
3 k! |! o- U3 f! b/ _9 ^" L

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。

+ j8 L1 c0 T, }7 X2 H3.1、电路原理图及PCB 版图：

+ a( Z* W: C( Q* E" i5 r（1）原理图：

1 w/ E, z( R. {; n9 V. M2 E4 g

9 [7 z5 @2 n" B3 e$ ?$ P; V4 R（2）PCB 版图：

' X# D: {9 ^# D: o+ N9 j; x+ ~

3.2、变压器绕制工艺：
) V. ]( q1 x6 Y+ {. _  u
（1）变压器电性及结构示意图：

9 a1 z& y* r$ X) c- w# L$ F  l+ [（2）规格参数：
: v% C. e) e4 O& g# @( I$ F1 k8 Z
0 F: M# `" w" A7 |3 k, M1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
" b4 |' N! C. R- Q+ b: w1 }  V2）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
, n6 r  u! F+ q2 G/ x5）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）；
6 V4 O0 D7 o8 j8 r. H7）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
# W$ v$ g/ K% ?3 [9）成品要求:浸凡立水
9 d! W! k5 m4 [! G! H4 Y5 R% c( ^
: J$ M% M; [7 j3 G% m/ T/ [(3)、变压器参数：

; R$ P- Q: O- n* ]2 r3.3、元器件清单：

+ V( m8 v: O" p

$ @% `/ S4 [& V. x* i/ ?, z8 U$ ?- V04、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。

4.1、输入特性：
& _" ]1 t( T* ]2 {. [7 b
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。

, x  [+ l7 B+ X; U  m表1 、无负载待机功耗(无假负载):
, ^: @, h" P* C7 S3 [. ^& f) `! O

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:
8 z/ o! z! c' h8 O; Q' g

; Q' o1 ]" X) F) h( o( G7 d. T; Y表4、输出板端测试的效率特性:
' A/ o$ c* R6 U- M

1 y$ v& u2 x& Z4.2、输出特性：

注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
$ S0 [" r8 x- d" B0 P$ q8 j
4.1.2、线性调整率和负载调整率：

4 b) |0 B& S4 C/ {5 U; A) X表4 线性调整率和负载调整率:
7 R5 V# K- A: L

4.2.2、输出电压纹波：

, N( S' k$ ?& W$ 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。
' [8 {# c6 Q) X# T
表5 电压纹波测试
5 L1 ?. z. O: K2 G2 Z# B& {

, F9 f$ e9 C# }+ b纹波噪声波形图：

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

9 I: a9 n- H$ i" I& L  @

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

4 e6 F6 D( H4 v

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

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

, ]1 g* O9 U" G4.3、保护功能：
4 A* b8 u4 I6 g$ A$ Y
1 U$ r5 w  t0 ~/ A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

* t  T6 N0 y# i5 n; F4 n) I7 i3 o4.4 动态测试：
0 Q0 ?! F7 R) b, ]7 n
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- f. T4 ~( N. L& e

AC90V @ 5ms

& B; s& T# G' h' \4 }. [

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。

) x$ J: s$ O/ z: D

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

. e* g4 _- l2 h, ?, a

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

. }  m6 D) E7 w

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

1 e# Q0 M3 C7 L* A7 H

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

1 t; x% K7 C7 ?5 D05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

0 L* \" q0 l- `8 s2 L- }/ O

AC115/60Hz，100% load

' t% t0 S$ l& E

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

0 W. ^; G& E1 s; e' u" M% L( b# t

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

6 U" [2 ]- v" L

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

06、温度测试

% M8 \) @1 }7 l测试条件：40℃环境下满载测试。

07、EMI 评估测试
6 V! S6 @# d1 d$ h8 P
测试条件：

, Y! C* x" Q$ Y4 a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

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV

! @5 T2 g  T& h# Y# n输入：110VAC50Hz；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
2 A+ ]2 u- f$ j
# Y* h6 W9 E  X  R2 ^0 G

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV