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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0 [/ X. @/ r, J: f: ]  {# u* ], b3 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！
! m4 X# Q$ d5 u7 k1 M
01、样机介绍
. g+ H* `0 i1 w3 t0 O6 U
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。

CR5259_12V2A 工程样机示意图

0 ^* z* [' U" P( |) PCR5259

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。

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
2 w" b! x: E, j: ?
● 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；
4 u: \6 m# Q* V' @  j● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
+ X; ]. X% E- }$ _) @$ p# q" i● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
) Z& L- _  E1 l( `+ D● 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”
5 U, d5 Q% b0 }' G● 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。
5 M5 G2 V, V- P$ V# k* o- ]
6 ^; N; d1 i3 w6 k基本应用
# @1 K7 A. P- i, M, y& }  Z0 f
● 电源适配器
● 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
# F, ?$ J; ?/ a8 Q8 F5 e● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源
6 m: U9 g0 o% f7 ^
引脚分布
# p8 [- l' _" d7 s% m7 k8 n3 b

) w& R2 R  T  j- y% S$ I; H典型功率
+ t6 i4 v. W. v3 m# h3 S# Y0 ?) A

! W. m" \; H) M3 n8 y$ s1、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。

. X$ x6 ~  {1 G! o4 ~: S5 Q引脚描述

5 s2 t: P3 Z4 ?1 N; A; H! J+ o典型应用
2 @# ]- C$ T, L7 x( L# X: j$ @
9 x3 m$ Q2 \* d4 K& M" ~

7 s6 Z. K& N$ @& O$ c: E, G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  \: I. A) q8 T; d/ Q02、样机特性
+ Q7 t) _6 |. U( T  [, T6 k6 x
, W/ g% C# t7 p5 C. F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：
. k! j# c) G" U, d2 j. A- I; e( h5 o8 @

9 C' R3 E- Z5 A2.2、输出特性：

2.3、整机参数：
8 f0 F* {, c4 i0 I

2.4、保护功能测试：
6 D3 c! c) R: m4 v+ }

2.5、工作环境：
# F! g" E7 C0 R# |; X, A/ N

2.6、测试仪器

' m1 H1 F* D4 O% e" K! G1 Y" O03、样机结构信息
3 i8 O0 [4 G9 R  u1 x! n" j  H
* Q' b2 J1 @& A9 z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。

3.1、电路原理图及PCB 版图：

（1）原理图：
& F% N- l9 \- S; j$ r( I

" G2 B/ V' w, E# ]$ C3 ]（2）PCB 版图：

( h; I; B& w8 b: `

3 a* ?) L, @% h" r0 k

6 J' r: B! o/ d3.2、变压器绕制工艺：
: Z- _6 Z# Y4 {/ t
& A$ P* U0 p4 H) g（1）变压器电性及结构示意图：
% Y) [5 X& H4 z  H0 o2 H; g

; Z! ~/ e$ H5 z" ^$ I) P- s（2）规格参数：

1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
; g7 K+ ?9 A, ^7 K2）材质：TDK PC40 或同等材质；
) i+ N- u! D% y( B& w4 v7 i3）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
, B, a$ F8 S" m3 v6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
5 ?; R: T3 P+ Y2 Z7）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
$ p. B2 e. v0 Q$ _" g( O) J9 d9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：
. e* w* w8 }3 F

3.3、元器件清单：

& r9 V  k9 H0 E: w4 z4 |: t' u% m04、性能测评
  P! o# C! R* s6 U, |
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：
$ i# A2 j3 P* J, N* Q; r5 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。
5 t& d: y7 _/ h9 `( U
表1 、无负载待机功耗(无假负载):

- B  `% E. }+ k# j' x: ?表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
$ y! w& T+ H6 j  C3 B; P

表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
3 x; e6 v: g; k% u+ @- h; Y

表4、输出板端测试的效率特性:

4.2、输出特性：
, T( C8 M$ {- {7 N' E4 @2 O  }
; z# n& ~& f% Z' T- t7 |9 p1 e# v" I注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
0 J; l) N. A4 ?- Z5 m' M9 q0 M
5 E  M: v% W0 R: p* |% R  U4.1.2、线性调整率和负载调整率：

表4 线性调整率和负载调整率:
& s; T) G# d8 |3 s1 X

4.2.2、输出电压纹波：
5 M" H$ }' X/ e$ A" i" l6 W6 w8 s& P5 x
4 E! P1 @, [! r, M7 a2 R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。
0 L5 ^6 H# e( ], b* W: I0 z
表5 电压纹波测试

, k8 v/ U  J; r# B纹波噪声波形图：
# l" c& D1 d) E# e
  f' {! i" l% w$ Z8 @" ~2 v, v4 W

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

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

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。
. B" H: x$ K5 ~0 R) Y' v# p/ ~- r
4.3.1、过流保护：
( o% u& ]* {0 B. z! Q8 k

4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

4.4 动态测试：
- K$ ?! T# L: ]$ o0 j3 ~6 O
" e6 V( u' }5 V3 S$ R" O. E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 S2 s! L- r6 u7 i' l

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

' t/ D# S! M( Y  V9 r" l# E+ N9 {/ N

AC264V @ 5ms

" ^1 \) ~/ h- w9 k

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
  l' O9 R3 n5 P+ S* \' c+ O
注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

! Q1 H& `$ u2 p: P7 P8 J4 J

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

/ v! S, i5 H  B. L2 S" P$ P" c

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

( `# f2 i& Y0 T# W' b05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
3 Y  M# g! b8 x1 E5 E0 `
* y. V/ H# n- L, V

AC90/60Hz，100% Load

; _4 i% J; ^: v0 `0 y

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

6 _5 Y% E" k4 y  e/ x3 J( @

AC264/50Hz，100% load

. c% ^/ I6 y, F% _/ \5 q2 Q7 f3 p

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

: A/ V# h9 Y  D$ Q+ }06、温度测试

测试条件：40℃环境下满载测试。
8 S  f1 t% I% |. A

07、EMI 评估测试
8 `5 h7 w9 y5 k
2 ?0 s( J, X" E( x! ^测试条件：
. S' k" r  B- I* v( {5 F
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
0 E. d& H9 R1 j1 e0 {8 p. p. g2 ^
& Z, B& n8 R$ d6 f! Q  l1 V

传导L 线测试PK+AV

! `1 T  f/ r0 \& i  S

传导N 线测试PK+AV

1 w3 B' x7 X: h* |+ Q5 H/ I/ u

辐射测试PK+AV

! G( n  N. J$ Z( c, h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

& _; H4 K/ s2 e8 N7 H

传导N 线测试PK+AV

3 Y  j  O, ]7 Q) w5 ]

辐射测试PK+AV