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

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！

& [) Y, D& R4 E& k8 j01、样机介绍

2 l4 D; F* t4 w% g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。
% L* M8 M$ v( a+ ]6 _, r1 [
! j, x* {0 v+ `( u1 H

CR5259_12V2A 工程样机示意图

CR5259
, Y) B4 B2 b. y0 v6 p! ^( P2 y0 o
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 E6 O2 w. ~/ M
● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
8 t; h* F& T5 V( D. \3 x0 P● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
/ s7 ?% R! h) \( ]% a- U● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
+ g0 p% p& q1 q8 h4 W● 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”
% K" Z0 o- ^4 X: @3 A! K● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
! ?1 q0 b2 l8 G3 |  P# h6 c● 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。
/ ?7 g" e. [! H/ L
" O' b" k3 r) d2 O  A* S) D基本应用

* {/ A- X6 }3 [* V) P: h8 R* ]( I+ r● 电源适配器
● 开放式电源
, e. E, F4 ?% u● 数码相机和摄像机电源
2 k. Y4 @' k. m! M! a& S● 电脑和服务器辅助电源
2 k6 _5 x3 w" Q; w5 D● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源

0 r5 E4 h4 x* w% r. p; g引脚分布

7 h. D- m2 K8 y: r( Y典型功率
1 L0 f: o4 q1 F8 H! G% J, 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。

& r! {  Y/ {6 J& H4 B引脚描述

1 q0 G& v% ?, ]% `
0 }, C4 @9 D3 t$ C% }+ W典型应用
; T% f, V% H# i
. k/ Z9 K% \# o  H9 t; h# O" M

% [& e9 k* B3 {- }) l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。
* q1 v1 v0 x: M0 E3 S$ C
4 k. b: c7 G9 e9 g+ w9 o) U02、样机特性

: @7 a" ~* U5 Q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。
/ t7 F2 O9 n0 M
2.1、输入特性：

2.2、输出特性：
. B: `9 H) H3 p( G! Q  D! J

2.3、整机参数：

& {5 g& a9 e* q& x& R! W. h2.4、保护功能测试：
) A7 n' Z* t8 ^( M6 s: T7 P

: d; x3 a8 y+ D" C6 C! `. @2.5、工作环境：
" x3 q5 R2 U3 }- ^. G4 v

: E; q. s3 r5 C" L7 g& A, t% ~9 y2.6、测试仪器
; L5 h& f$ B+ o, V! G6 V. ]  l

03、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。

4 H3 z  A: X; }8 G4 N( b# o3.1、电路原理图及PCB 版图：
* R4 L; }- E; V; Q# _! G
（1）原理图：
: u: w- R* I3 \4 C1 W7 E
6 B4 e# i: q: H, u; m

（2）PCB 版图：
8 t! Y; f. ?' `# {
7 o2 W4 ]1 _9 w

& w2 v. f! R) I! K. |

+ R$ [) U$ q. J, n# i4 J3.2、变压器绕制工艺：

4 L' T7 S/ P4 d8 b6 p* `! v（1）变压器电性及结构示意图：
% K3 o; A; z& I9 Z# A

# U  w( {& z# K（2）规格参数：
9 j! `) _+ [7 L# y, u) m
+ P$ B7 u) G$ S; ?" h1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
8 S/ e; M6 y+ p2 ?2 r# T# O3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
4）次级: 三层绝缘线
: }5 [& c( I3 M$ E1 F5）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
, e3 U8 U( Q- S# W2 K' L9）成品要求:浸凡立水
9 b" M2 e, C4 h9 a6 [4 A: j: X. V) W" j
(3)、变压器参数：
! w! r0 X6 w/ C9 Z% K/ h

3.3、元器件清单：

04、性能测评

% D; H5 j3 r$ ?% d* H5 v% ?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。

* m. R2 h1 a6 z( `! ?2 m4 w4.1、输入特性：
9 l, W" r. L- h3 C* ^
! a( ?8 J0 i- E& R& Q+ z( k6 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。

表1 、无负载待机功耗(无假负载):
" Q- G, K8 X4 I* K  R& J  }

表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
: K* n* |) a, D

% f% x% t+ X+ T- u) A- o表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:

表4、输出板端测试的效率特性:
5 I- u2 @! V4 C0 b

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：

表4 线性调整率和负载调整率:

- z. c2 ]% U% Z! K) ~4.2.2、输出电压纹波：
5 h/ [1 N0 U& L. q3 P( z* b& X: h9 W5 h
/ s8 t9 h0 \- J2 d7 e% q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

' r5 k$ `8 @* W纹波噪声波形图：

9 z% M0 d% }  l# ^/ X. ^6 O; }) H/ l

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：

* D, R* X7 F! {& ^! n. ?以下涉及过流保护、短路保护的测试。
5 E2 E& ]2 S4 ^0 [
4.3.1、过流保护：

1 \& r' q) |8 m2 p4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

4.4 动态测试：

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。

5 |* E& y5 ~" V9 H$ m9 Q. t; w  F

" u6 V7 B" s% K+ Y

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

, K8 d; ^0 P2 Z, A% Y' x2 |2 j3 ^

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

$ z  G+ @: i: N* r注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。
# z0 S( k% ^" P9 R) C

8 |" q! }% M3 W* |7 @

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

5 Y% ]. s/ N) Z! J4 @# R

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

3 F* m6 ^  {! @. d/ F

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试

DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
9 Y& S" X  m  `+ x) f
9 N$ K; x; H: L6 C/ S9 w

AC90/60Hz，100% Load

6 V* [4 y9 w0 y+ O, `

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

$ _* |+ o: E1 G

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

  H( {  {8 L% z/ M5 r& @

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

06、温度测试
  B' q8 K5 K% H: x6 _: x/ R5 O
测试条件：40℃环境下满载测试。
0 C# X4 ]" M* g9 L. i# C9 M: Z

( r+ T. `1 w# o+ X07、EMI 评估测试
& g: P& g2 F* F. i& j
测试条件：
* e  L2 y' [" l/ |+ @( @
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
2 O! P. d% P5 s2 J' K

传导L 线测试PK+AV

5 u) r3 ~8 i: ^

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV

0 [( \: |$ e2 p6 W输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
/ D, A$ `+ z, r0 G: A- J% h2 ]限值标准参考：EN55013、EN55022B

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

. X: A) z) O$ p% B) u, _

辐射测试PK+AV