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

& ^4 H' \! o; p. i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！

1 M: G5 s- i3 t# y9 |6 G' B) g01、样机介绍
" t+ y, j& q) t# A
& V1 i3 m0 S5 I3 Z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。
. m" R4 l3 w, \6 h1 O. O$ S
- T8 [% T  ]% n+ ]7 b& E! K) f

CR5259_12V2A 工程样机示意图

) |& R% I; V) H# u& t. l! yCR5259

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。
1 A8 E' ^  J7 f! u: R% ?
9 r( o; m; H, i. n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。

7 K- t6 F6 u  V* j芯片特性
% G5 W; Z8 `# o+ b/ @  r$ t- c5 ^
● 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；
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
) `4 a; ?) R2 Z● 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；
, E1 t/ \( C# E● 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。
" n' c' X) N( [6 D% e# R2 ]$ ^  ?/ F
5 W1 F( h, ?3 `& J' ~基本应用

● 电源适配器
● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
' x5 l1 ?+ ?) I4 w4 c● 电脑和服务器辅助电源
8 ^2 S" x: e; C1 I: J- x% G● 机顶盒电源
; O& M/ Q+ j' R0 ~8 S0 @2 }3 r● 掌上电脑电源

引脚分布
3 T4 o! }* M' ?$ H

5 v4 S- w" x& I; x典型功率
$ R' M% U* R; E5 s  L- l% M3 J  [

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。
: ?0 s4 z) G3 x# l* Y& l
引脚描述

5 y5 A3 C0 k' X' z4 v

9 Z0 s% j2 l5 _9 `
典型应用

6 I% {; ~7 B' }/ K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。

# a( \8 c6 d/ |3 ~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。
# C2 w/ X( K4 ~+ x  s+ t! e6 J
02、样机特性
  y9 _) v! j( _) ^! W
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。
$ P7 T: i" y* l
2.1、输入特性：

2.2、输出特性：

6 ?5 a. u0 E6 V2 @- y5 }2 _2.3、整机参数：
5 P$ d8 s& @8 p3 a9 E

3 ], p( J+ V1 I( I) `2.4、保护功能测试：
# o9 L. w$ K" P5 b6 C$ a

1 S. ~' K+ y* q* v, t% F+ f" U2.5、工作环境：
7 ^' [6 e0 a* I& |4 y) z8 A6 U3 I* G

$ L4 }; ]6 q( P7 B4 u2.6、测试仪器
! g7 [. F* P# L+ b8 W

" E* H# ~3 n8 @03、样机结构信息

+ Y8 d! r* }# ^' M' o. J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。
  y8 ]# l0 }* V
0 Z# a8 S' X0 A; z3.1、电路原理图及PCB 版图：
/ ^* B; k' w* @! N  G; o( Q# ]
7 l$ x) w5 {7 O; r（1）原理图：

3 Q" x3 Y+ m" c. g+ h（2）PCB 版图：
/ j; O5 r( M) l5 B9 q4 ]( h2 E

7 c. W0 H3 C: h  w% t* Y2 B

3.2、变压器绕制工艺：
1 Q& u" c) u: L  y% Q
3 i" `4 T/ s+ x4 I8 ~; }（1）变压器电性及结构示意图：

（2）规格参数：
, {6 W. d" I" b% A8 X- e
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
0 D  p9 n$ f/ D" z/ ?0 w0 G4）次级: 三层绝缘线
, @$ q8 |" d% w5）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
# P5 e6 P' Y. n8 D) J% W9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：
& _* ~, i* V& f* ?/ Q  y/ z5 z" s

7 a7 Q# G& s; G% D  g. E3.3、元器件清单：

% c# y& n" ?- I8 l* ^" |04、性能测评

, j: u$ m) e8 g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。
% o% z7 X+ m, D
; Z7 A) ^" j  v6 e4.1、输入特性：
6 [- e5 G% F' w- O" u' F  ^& Q
; L5 Z; l4 H. Q. f3 o: J0 V7 m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):
& x: d% A. N& t" x* E" H9 C# G* Y( m

. e5 D6 g, R" C1 r2 d  e2 J表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
, X3 n& ?' ?* v  v3 o) m5 A/ ~, H) {

1 Y( s( [2 d7 e1 k# T0 G+ |表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:

, t" Y* y, Y8 U+ f- D0 Q表4、输出板端测试的效率特性:

4.2、输出特性：

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：

# M, `8 P7 D; B! w" y表4 线性调整率和负载调整率:

4.2.2、输出电压纹波：
# v4 w/ _# s* n+ U; e3 l
9 w! T; l8 k; K/ M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

纹波噪声波形图：
7 l1 e5 p  P" T9 J* j! Q

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

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

$ p0 w% G7 X! x6 _. K

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

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

4.3、保护功能：
! g3 l3 ?2 l% S8 R2 Z  u
6 y  C, x! o4 ^6 m0 `) U3 [以下涉及过流保护、短路保护的测试。
1 }' R: C1 i8 x8 V
4.3.1、过流保护：
. q. E$ {& X" S+ V; ~+ ~; x

, z3 j4 B) q. l- U4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
4 D0 g+ d( i, ^) r

4.4 动态测试：
+ V7 l7 ~7 c6 x* y5 n
2 H- a6 y2 X, o; B4 p( z9 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。
9 B' P% b, n4 o6 r' I1 e

" Q7 x2 P6 U! z# d7 `

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

: ]3 k! ~$ Z. _6 \

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
2 ?" ?) K5 {* H" m% Y/ X9 h
9 J* d& b0 X7 r% c, v- {2 r注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。
* `( n  D9 `; J1 y4 @5 _

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

0 g- {, A2 O$ q

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

; p* X. a. `, G# l. Z4 ?05、其它重要波形测试

+ \+ Z' E: T1 X( B7 ~DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
; x. F3 [7 t0 K) K* J4 `% _! g9 T
3 {4 Q0 W  n' z# m. u3 V

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

0 x# {. U/ v. V8 s* d- y

AC264/50Hz，100% load

" ]' e1 u2 Y4 g' K

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

4 Q9 ~- o5 }5 A06、温度测试
* }/ v9 N8 }: D! Q; Y) B
测试条件：40℃环境下满载测试。

07、EMI 评估测试

测试条件：

) O* c  l3 ~- M0 B输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
' a' e; _1 E: O7 B! f  f限值标准参考：EN55013、EN55022B
/ n: x' Z1 Z% a) S3 v5 ?8 ]

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

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV