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

! e( \6 t, Y: J  G# |' C1 u. m/ C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

: ~6 }& u) D& H) L2 |. b: L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。
' E* W7 i1 l- [! U. B  [$ D

CR5259_12V2A 工程样机示意图

CR5259
. W5 z0 l* ~' ^6 @
4 s+ Q0 |1 z, I6 fCR5259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。
4 U7 P( I$ D& R. W- {
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；
6 F; ]( Q( v7 t● 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；
" n: c: ~& v, d● 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”
: D. K! k1 e8 h( }0 Q9 [● 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。
6 ~& N5 f, `6 h) J! _& K  N
基本应用
; H" ^) O8 f( ~- G+ o
● 电源适配器
/ e# @* v$ b# m( T. E● 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
6 q" ^. ~, ^8 g' w● 机顶盒电源
# J6 o6 l$ C' s! W6 Z5 S● 掌上电脑电源

. D- `, T- P6 b" n引脚分布
' O7 s/ x! ?$ v. u5 Z7 {4 U5 d2 v
* H/ L  ]7 M! g  F& N0 d: `

/ O$ N/ a  u" o8 t典型功率
+ ?8 x9 A+ g) }. q
0 N, q% a5 n* V( F

/ j+ r0 ^  t0 z* K; c' C7 F( |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。
! Q! N2 y  N* C1 c- G0 L- I8 Y
: E+ m9 s$ C( }引脚描述
( m0 V* j# ]! E" n  l; l

: I  x) N( F7 X# N
+ i) P5 }5 k3 g" |典型应用

  q$ G. [) i& ^0 @

* @1 r; c# h, ]( V& z3 i! l# F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。
" Z. p. }6 p9 {* X; u
% L0 k+ ~' v6 G7 q, _0 h+ w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。
+ J: p) J1 V1 D' Q. i- |! i
; t) _$ u0 y6 k2 t6 J3 _02、样机特性
& N+ I, T5 U! D2 P) |# v
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：

( {8 c2 v& P, P% I2.2、输出特性：
3 Z8 @: [! E$ X* B

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

( C( V8 S9 M0 x! k" w2.5、工作环境：

& r% C0 I' u7 M& e8 a6 V& `2.6、测试仪器

: r  B% W; t) g! R03、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。

5 {5 ~0 Z0 l3 }9 K3.1、电路原理图及PCB 版图：
6 m9 D& I$ T3 A5 p  X5 m- h
6 a: c* Q/ C1 ]# c7 X（1）原理图：
0 N$ N" U, Q7 i3 O" A

（2）PCB 版图：

1 ?3 J4 u2 g" e) W/ ]4 s( C" i

0 v3 A' L) k6 o6 r

- ?3 O5 `, O6 O$ Z( x4 {4 U5 z

3.2、变压器绕制工艺：

' y* L. P( B; ~: z( v/ m1 W- @6 p（1）变压器电性及结构示意图：

* {% ^9 O' w4 }4 s（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；
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
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）；
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）)
) X6 v, g2 R' y9 x; }$ o* {+ w8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：

3.3、元器件清单：
- Y1 Y2 z. X& q! z- H/ n, a- V  V2 m

04、性能测评
4 e( S$ L9 O& _; Q2 r9 b% G
5 M5 I) z: A% L, u6 s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：
0 L* L1 x! R( p8 D
" e4 @# Y3 \% P" v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。

- U* [, r; e3 Q, f5 {) y+ Q8 |% G表1 、无负载待机功耗(无假负载):
  C3 a5 H! T) _. P8 }: q, p! U4 k

' \7 o- d$ P+ E3 V% a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:

+ w5 ^, F) `4 K8 ?5 a表4、输出板端测试的效率特性:
) P$ I( |( N7 x$ x; i1 w1 X. ~

9 i, x% ~  y) B/ o9 Z# f4.2、输出特性：
6 A: \2 S& i7 `8 Q) A
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：

表4 线性调整率和负载调整率:
. r) z. q* r1 s3 F! m9 l5 a, c6 O5 Q

0 ?; P" q" p* u! B) d3 }' y4.2.2、输出电压纹波：

* `, e/ h& Y6 e/ q  l( l+ u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。

表5 电压纹波测试
6 t1 ~" N( I+ W3 n4 o) w. Z( Y8 w5 ^

$ i! l4 B/ t. W. V/ R: d纹波噪声波形图：

* ?; ^; R5 n8 ]  @4 @/ r

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

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

' C( m" Q' f7 V

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

/ N# ^% Y2 [! d1 o& ~3 B

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。
1 a8 U3 P& F# R$ d2 b3 h
4.3.1、过流保护：

! G( T8 k4 Y0 D( J  J( U% d5 u4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
" I- D3 F. C) g  t

1 T2 z% N" e$ S/ A# Q4.4 动态测试：
: u; }6 u5 ?" h% N* c5 o  `
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。
6 ~' ~- y. b6 `, A' f' T7 U

/ }5 b3 C3 e( ~% k# T

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

( t+ e" q, ?* H8 _9 Y, G6 O

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
' t, I8 h% y, ~  {
注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。

1 k, h3 T7 Z) o( R

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

8 V& V- Y. W( x0 _

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

7 I( S1 U7 X) T" |- Z. Y

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

* }6 R1 s% J  }% J+ l% A1 o7 ^

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

5 B  |# X, B4 z9 {# ^9 E8 O4 E05、其它重要波形测试
5 R; J0 g# F$ Q8 ~8 p
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

: `: e7 F1 T1 f  P

AC115/60Hz，100% load

& _4 L9 a. O7 T) B) W3 j

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

9 u: c0 L0 _; A% C) e4 s06、温度测试

% i0 X. |# E- q8 c/ p5 {8 S测试条件：40℃环境下满载测试。

% _5 Y7 O2 C. j

2 y3 u# u& u) b& }( Q. ~: U: Y. ~" D07、EMI 评估测试
7 O6 P  q. W' K# u3 D6 m
测试条件：
$ f- d+ W4 m$ A" o% \
0 s  I, A" G& a) M* }! n; e输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
6 S6 D$ O( p  Y5 ?3 h限值标准参考：EN55013、EN55022B
8 x. k! H/ k% D' T! \
) c! B% Y  L/ \: M7 W

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
限值标准参考：EN55013、EN55022B

* |1 k; H; W, g/ n9 Y2 n& g

传导L 线测试PK+AV

. K$ d  u- s0 K) [6 T

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV