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

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& F% P" ^( ?% g3 K+ 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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/ j( y  g: ~5 _, c01、样机介绍

8 l+ |& U& h. J$ G+ r' O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。
& q" x+ ]+ Z9 U" q2 N/ o

CR5259_12V2A 工程样机示意图

CR5259
& T1 W% ]; ?4 O
  W  y6 _$ d4 K  X+ [! 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。
% Q6 q0 h, H6 Q; n" b, P
7 _! d- G, T+ m% E8 {8 x0 v& M- 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。

芯片特性

● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
3 P7 S* p' X) ~9 i1 _: Q● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
9 h9 e) @# U5 f! Z3 C7 b% g● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
( y) g1 d# X4 p& v' T● 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”
3 R9 c+ O& t! V% e● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
0 r9 P. L# Y" S) ~' ?' e7 {● 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。
$ I! |9 i5 H, h! q* j
基本应用

% B& c& B# X. S) T/ ?. F# E● 电源适配器
1 Y3 C3 C! }: ^8 \% g8 a. i● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
2 Q& u2 A5 U4 S( R: }( w● 电脑和服务器辅助电源
● 机顶盒电源
3 t$ a3 v1 U( M* S● 掌上电脑电源
: Z6 ^  E) s& N6 w, N8 K. s
引脚分布

! q) V% T! ~5 ]2 Y

9 H( u/ V4 I1 e  E) Y典型功率
( k5 g/ F  n( ]' z' r" G

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。
# [4 [# x) Z+ U
- y4 c! B8 w  K- y' C3 Y引脚描述
: c3 y4 e" |/ u" _
4 b  j! z9 b* C5 f+ h

1 _7 t' N: Q# l; O8 v. W5 M8 ?
1 T$ Q( I" c# U) I$ t典型应用
7 }, [7 t1 O& R- R
' o+ V" q. K" L+ {9 o/ i

; O/ j0 U$ @# @0 V5 Y4 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。
5 |. x4 m% ?) X4 t7 f
. _3 i  g0 c2 P  l* f+ E" [2 \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。
7 O6 l& O0 g3 x% o/ w" A
& O% g9 W* X% {1 y6 i02、样机特性
3 w. M# P! @2 J
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。
& A; c, k8 e  L$ z& D- g3 n
2.1、输入特性：

8 ^' U  }- M# O) N- I2.2、输出特性：
# g4 P$ T: l: }2 {

2.3、整机参数：
  f' V+ }7 c, ^3 \

2 S6 q4 K- A& {3 V2.4、保护功能测试：
  U, b3 |" z. t* v  m

2.5、工作环境：

2.6、测试仪器

9 [8 y5 a) f9 ~+ H" j6 x9 }9 b6 Z2 K03、样机结构信息

, [& {% k- S' g3 I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。
$ u. U! c# a0 w8 W5 K) g. q
/ |/ }: a# `. z$ i: S6 W* x/ a; K6 f3.1、电路原理图及PCB 版图：
* T6 u5 q  [) N3 u1 J/ Y0 _
（1）原理图：

1 s0 V. n) I2 }, |1 ^) o, _/ n（2）PCB 版图：

; }& ?* {' X. V

0 X1 H  H0 k3 d0 Y3.2、变压器绕制工艺：
% |. O3 v) b$ [8 |
7 X) S/ i* d; ^3 V（1）变压器电性及结构示意图：

3 B1 A/ O9 C4 c7 M（2）规格参数：
4 |5 x& L* q) l- Z( S' b
' n( |% T' R8 \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
# @: a$ Z1 a1 b: ^* e4）次级: 三层绝缘线
9 {3 M4 \  ?" x1 U5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
  x7 N8 J" ~- m4 W6）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）)
4 K7 h8 m- V- ?+ h5 a$ V8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

$ \6 N2 A8 R* q' \9 f" I(3)、变压器参数：

3.3、元器件清单：

; l: p2 \$ w. |& ?. C/ p' x" I04、性能测评

- ?2 k( S  I+ h2 o$ P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。
5 j, {+ b/ U6 e* W
4.1、输入特性：

( _, Z7 k8 @+ o$ W5 g( q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。

表1 、无负载待机功耗(无假负载):
0 d, C' ^$ D- n0 g

表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
5 `6 ]2 l) S8 B! h# i8 L9 M; k+ A

% C/ S3 F5 o2 X9 K: w5 C$ {# ^表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:

( ?  F; @0 ~# i. @' l/ g表4、输出板端测试的效率特性:
: q/ j% ~) D+ K" B0 N4 b; }

4.2、输出特性：
& [, A  a& Z4 @! u
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；

4.1.2、线性调整率和负载调整率：
$ R5 k! r; d6 T$ l
) H5 y- F' n7 S- T( L$ J表4 线性调整率和负载调整率:

4.2.2、输出电压纹波：

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。

5 h* V5 C8 b4 B1 t$ ~表5 电压纹波测试

纹波噪声波形图：

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

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

" G% q8 X: V- d

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

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

4.3、保护功能：
* R1 D5 l4 U" S& ~. u. t# x9 C9 Z
" r+ J* r! D7 a& Q1 r3 S; F; y* u$ Y以下涉及过流保护、短路保护的测试。
0 k2 A1 w/ u# z( o9 G! M- u) y) K
4.3.1、过流保护：
0 w* M+ }9 A( i  u

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
9 b9 Z3 x' Z4 t4 [4 \/ }

4.4 动态测试：
: d8 E0 K# q% V" c
/ q, Y+ T$ X! y4 n# ?/ w" ~. 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 F: }& `5 v0 c% }0 z" T

( ^! b3 x  i9 z3 E8 L

AC90V @ 5ms

& I) p; w: Z8 H: S. h2 ]

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
. Q0 t4 A4 X: T
注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。

. w, t. I" g! d1 E( [' B$ x

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

, O  X, D8 k  d3 x8 o

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

5 U# j" Y+ \& S3 Y. _3 ]

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

. h7 z: b' \7 r

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

% E0 _/ @, s" w: S% R05、其它重要波形测试

( t# G, A5 m4 e5 XDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

/ B7 F- a$ g6 `2 q2 N5 ?( V. U1 p

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

; o" a7 j( G/ J

AC264/50Hz，100% load

9 q' `) E; Z' V8 [" s% c9 i! A4 s# D

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

& Z& D5 X8 N6 s

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

) J3 ?. T" ?/ n  Z$ G, t06、温度测试

% a# J/ k! u; G6 D  B  i" ~2 u测试条件：40℃环境下满载测试。

( n, r" z6 M) D: Y  _07、EMI 评估测试
6 }, G, _2 j# N  L" y! s& @9 W/ {
测试条件：

输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
% {) \7 ?# d9 v; y8 V9 ]限值标准参考：EN55013、EN55022B

# a) z0 k2 m0 b; L, @

传导L 线测试PK+AV

( u7 {$ l+ K; q" k

传导N 线测试PK+AV

/ [1 K% [! g" ?) y2 `9 V

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
限值标准参考：EN55013、EN55022B

传导L 线测试PK+AV

- I( ?0 ?. A' T6 h  Z

传导N 线测试PK+AV

+ |7 Z1 y/ V# v. w& V

辐射测试PK+AV