18W电源适配器低成本、高稳定性太难？你就差这个方案了

思睿达小妹妹

$ Z: o4 l7 ~9 |+ D0 z: W+ y9 }0 ~在之前的文章，我们给大家介绍了基于本公司主推的CR5269SSG电源适配器方案，采用SOP-8L绿色封装，满足能效六标准。本文，我们将给大家介绍下基于本公司主推的CR5269SSJ和CR3017L_9V2A电源适配器解决方案。

: h6 x. D5 Z. h1 P! ]: ^; t01、样机介绍
: d3 }1 _: X. V. X+ d
% f- H7 `/ S+ m7 N0 m" C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18W，恒压恒流输出的电源适配器样机，控制IC采用了本公司主推的CR5269SSJ和CR3017L。

# ^) T" d( [3 P% Y

CR5269SSJ+CR3017L_9V2A工程样机示意图

CR5269SSJ   
% f1 H6 Y' }4 Z' i
CR5269SSJ是一款高性能的电流控制型PWM开关，全电压范围内待机功耗小于75mW，满足能效六标准。为了减少待机功耗和提升效率，CR5269SSJ集成了多种工作模式。随着负载的变化，CR5269SSJ可以工作在三种不同的模式，并且每种模式都做了优化。当负载很重时，系统工作在传统的PWM（脉冲宽度调制）模式。当负载变轻时，系统进入PFM（脉冲频率调制）模式。在PFM模式下，随着负载的逐渐变轻，开关频率也逐渐的减小。CR5269SSJ中独有的频率变换模块可以使开关频率平滑降低而不产生噪声。由于频率的降低，开关损耗也被有效的减小了。当负载继续降低而低于某一设定值时，系统进入PSM（跳频调制）模式。在PSM模式下，一些开关周期被跳过，这些周期内开关管完全关断，因此这种模式可进一步降低待机功耗。在上述的三种工作模式下，都集成了频率抖动功能，来提升系统的EMI特性。
/ A& G7 A; _! b! p# C1 S0 |- {
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。

4 c: X( j& P4 J+ [CR5269SSJ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），SENSE引脚悬空保护，GATE端箝位，前沿消隐等。

0 x7 J2 m- k; y4 d+ w% S芯片特性

● CR5269SSJ 是内置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 d2 ]# z4 |. G● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
; v) S& S+ T, o, [% I# Q5 R- U● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
( x5 S. w* z8 }( p* q● 输出PCB端四点平均效率:大于88%，满足“COC_VI_T2 级能效”
● 具有“软启动、OCP、OLP、OTP、VDD_OVP等保护功能；
  x2 C( n( @5 q4 L0 @( ]● 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。

1 F7 D- w( q, O3 B- [基本应用

! ?0 s0 R  a; I0 P6 b9 n2 j3 w● 电源适配器
● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
+ s2 I# G" D/ @  v● 电脑和服务器辅助电源
● 机顶盒电源
& {# I- G5 _; \, K# v) ~● 掌上电脑电源

  a  A3 }" n* A, ?: _0 x引脚分布

引脚描述

5 @% H* {/ Q1 c( t

典型应用
: B0 V2 {! T9 B! O. E. v
; L* K( D! l6 h- \" d

CR3017L芯片特性：

1 i3 j% N! M: J  o' u● CR3017L 可用于CCM、DCM、QR模式下同步整流
● 最大工作频率400khz，较低的导通电阻可使系统效率更高。
● 外围电路精简，SOP-8L绿色封装封装 ，可自供电，无需辅助绕组供电。

样机PCBA尺寸：66*39*22mm( L*W*H),是一款全电压实现9V2A输出的电源适配器。AC100V满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗小于75mW；全电压输入时平均效率>86.5%；能够满足最严格的 “COC_VI_T2” 能效标准；全电压可实现3%电压输出精度。

" o5 v' K2 k% q% ]* w# C样机具有良好的动态负载能力，良好的恒压输出效果；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。

样机的变压器，采用了EE19W加宽磁芯（PC40材质）。变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。

" X5 f' s) @; s, ^' P1 @02、样机特性

& R) w4 d! l  _2 ~# T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 m; h. f% u: Q  N7 K8 c
2.1、输入特性：

$ P) @, X: r. L. o) {
2.2、输出特性(线端)：
& a) C8 o6 B5 k# W

2 C& r9 R2 t: z" ]( _5 o; r+ [2.3、整机参数：

7 q# L" z2 r5 |) ~2.4、保护功能测试：
$ e/ j* w: J$ E; Q/ n% \& V+ J

) s2 o( H; \/ i4 ^; f- _2.5、工作环境：

2.6、测试仪器：
# w+ y" W, [0 @- k0 x8 b

03、样机结构信息

5 N3 b+ |# T2 B7 B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BOM：

3.1.1、原理图：

3.1.2、元器件清单：

3.1.3、PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局

PCB 底层布局&布线

3 [! l7 D  f* v7 a! x3.2、变压器绕制工艺：
3 G. g. \+ V- [* `
* X% Y5 U5 l6 v4 O+ V' j8 ~! n3 i. Q3.2.1 电路示意图：

. ~6 L* _! T0 b5 ^* x3.2.2、规格参数：
4 P" H; [0 K8 U; K
1）骨架：EE19W 加宽立式（5+5PIN）,Ae＝46mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；
) }8 H& F- R8 \, ?4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
6）初级绕组感量Lp：1.6mH±5%（测试条件：0.3V ,10kHz,25℃）；
2 h- X$ ~* Y5 G+ v9 R0 Y" W9 W  F7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3 V，10kHz）)；
3 X( q& d4 k. Y3 k- K8 D8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
9）成品要求:浸凡立水；

3.2.3 变压器参数：
1 x9 {9 Q9 P7 P0 l; [3 C$ e) {# t

3.2.4、变压器结构图：
: o- I+ S! T4 _& |
6 ^7 s4 H7 S$ \5 t& X4 {2 |& L

04、性能测评
! }  `* V: r% B1 e2 L
6 ]  d5 l5 x6 ~  G) b, K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。
# `/ d' W( H+ I  g0 J/ J! _$ h
4.1、输入特性：

本模板经过在不同的输入电压(从90V/60Hz到264V/50Hz)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。

7 q- a2 i2 u/ \表1待机功耗

3 Z% I/ J& J2 _7 `0 ?2 g3 i9 |  x表2 输出100%负载下的输入特性
" w3 |) G7 l' Y6 b" V

3 q% y9 x2 L9 j- |6 A/ F表3效率测试（PCB 端）

1 J+ d- `- h% l, j- {2 h5 o表4效率测试（20AWG 1.6m线端）
9 K9 o4 X, T) n1 y' @2 g, n0 |. I

表5能效等级评估（线端）

2 Q7 a+ m  v4 G$ z: m4 n4.2、输出特性：

4.2.1、线性调整率和负载调整率: （PCB端）
2 k% P2 J1 |% y2 G' S

* _5 M# ?" T. i8 V. g4 z4.2.2、输出电压纹波：
/ b8 N1 B9 p  x7 |* |0 X4 y
注：纹波及噪声在PCB处测试，测试端并联0.1uF/50V的瓷片电容和10uF/50V电解电容，带宽限制为20MHz。

R&N @ AC100V/60Hz,No Load

6 m7 B" K& @/ L: w9 Q- C8 g) C

R&N @ AC100V/60Hz,100% Load

/ q6 @. }3 @3 O& S- Z; M. ?4 M+ J, _% H

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

- p2 L6 h; v+ P/ ^

R&N @ AC264V/60Hz,100% Load

7 ^) Q! {4 l: ?4 E& G% B4.3、保护功能：
: q  Z3 l9 D3 p1 D
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
0 O& y8 u1 ]! x7 g
9 Q5 r& H3 \$ x5 v- _4 ]9 T4.3.1、过流保护：
; G" c/ H9 `% ]' j  u8 E4 T6 j

4.3.2、短路保护：

功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
% x0 \* E, G/ y5 |, e: E, b7 g

* b7 b* u; `. T# p4.4、系统温升测试
& h8 R/ J3 S6 G! |
本项测试评估成品样机（含配套塑料外壳）在40℃环境温度下长时间工作CR5269SSJ+CR3017L温升值。测试条件：输出电流2A。

9 i1 c" d6 G1 ~9 a8 z

测试样机及配套外壳

4 x  H2 z' N3 X. a

5 C# Q3 M5 S( V' L/ b; @4.5、动态测试：
3 j& m2 _* E+ C
4 }8 U! _. k9 J1 ?7 o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，输出带线1.5m测试。

AC100V 5ms

AC100V 10ms

( z* J; u* p6 Q0 B/ H

AC240V 5ms

* U4 z* ^. b5 N# @( R, ^/ h

AC240V 10ms

4.6、系统延时时间测试：
, v& D/ C3 Z$ u2 w& P: ]
8 j1 L0 n6 C; ]+ p, s  c

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

) t5 F% m5 n0 ]. n- I+ d9 i

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.7、其它重要波形测试：
% l7 y* c/ o3 p4 U; r
DRAIN（浅蓝色）端、CS（深蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% load

AC115/60Hz，100% load

4 |! [) b' D) X* O3 ~" m! q

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

& t0 |) j; i9 h其他波形测试

AC264/50Hz满载启动CR3017L漏源电压应力

AC264/50Hz满载启动CR5269漏源电压应力

9 [" Y7 l6 [, j05、EMI评估测试
  E! g" X- ]+ A8 {  f
测试条件：
0 ~2 ?& R4 ^- g输入：AC115V/230V/50Hz；
7 n7 S0 q5 Q. A3 m$ T5 C输出负载：使用大功率电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）

AC115V/50Hz传导L相

4 M: _) v* z* x' j- v" w  b9 v

AC115V/50Hz传导N相

: J2 a! E1 w7 p

AC230V/50Hz传导L相

8 @! R" T- u; h7 F2 [+ G( K

AC230V/50Hz传导N相

AC115V/50Hz辐射测试

+ e3 q5 Z& ?6 K" B2 w

AC230V/50Hz辐射测试