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！
: p2 ~) M2 ~+ ?8 F
01、样机介绍
# Z+ T$ V; |6 X1 ]2 \' G
9 i" p; C' T* _* ^8 @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。
- G- i/ d" u* ?6 @  s

CR5259_12V2A 工程样机示意图

CR5259

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。
# y; k: V+ `& j, w  b
2 i; z2 Z  x' x" Q芯片特性
- _5 q  P8 P/ Q" ?
5 g6 u( ~8 Z! K& R! o7 x- {! A● 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；
3 z9 a" J+ O6 G' f( F6 {1 ~, }: 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”
● 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 O- w) k7 u$ ^基本应用
! I1 s: m7 y3 `! L
● 电源适配器
0 Y- |2 R. {0 G- {' t2 r● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
- c* G+ R: p& D6 I/ f● 电脑和服务器辅助电源
6 [; x2 C' y- q8 o! E) {- {) b● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源

  p! V3 ^: ~& U- q2 g  p引脚分布
1 a; F; k4 y' R( v; [
/ z" w' X$ @8 |7 A

, d- {: o7 f8 u1 Q) [: E7 s: j典型功率
$ ]2 ]; y7 z+ \( }- o. F& l4 V3 x

' y! Y' |% _5 r% B4 _5 z9 A' t# `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。

3 u" k- A/ J5 [, a5 s# `' W引脚描述

! U& K, X& N/ u' z/ U4 r' i% j

! i9 e) \! C3 G典型应用
  J0 O: ~, t: T6 L. k' l6 L, o9 \

/ N: z- F: `# ?: k# Z0 k" O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。
3 i- Y3 H+ T6 ?/ N. m
% \! @8 {- _: 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。

+ s( ]$ u8 K- ^8 d1 G, c: ]: B- k02、样机特性

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。

" g; c5 n2 d- r7 M: k9 {2.1、输入特性：

' q, Q0 y7 S5 N2.2、输出特性：

) f2 q2 ?7 y  J0 U* W+ l# q, |2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

! y3 m8 B2 t) G0 b+ O5 Y( l2.6、测试仪器

. U: {% n7 L5 l03、样机结构信息
+ W1 I0 T! S3 l. s
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。
+ i  L; x. E2 z1 V8 `
2 X1 M7 Z  X- F, P  R* G' E3.1、电路原理图及PCB 版图：

（1）原理图：

- f7 y* b" _" Y; Y

（2）PCB 版图：

" Q' ^5 q5 u) h, ~* N0 o3.2、变压器绕制工艺：
6 t6 C# d& P: Y  x8 }# u4 @
（1）变压器电性及结构示意图：

（2）规格参数：

7 L! r# b. p6 N! J& H- s1）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
8 Z0 F7 h( d2 b1 ^$ Q/ H5）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）；
! t4 D$ D) `7 a; Q7）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
6 `. F! j2 G/ L* {! W5 Z  p2 z9）成品要求:浸凡立水

(3)、变压器参数：
( C/ x4 V- p: c2 ^1 Y& L

, c  M9 }) X, T! ]+ z0 M7 a' O3.3、元器件清单：
9 {0 T' q8 ?8 ]: ?5 n" P

04、性能测评
9 H0 U$ S9 D3 R5 W
  L$ }/ h7 |8 I  ^2 [7 X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。

$ l" m: O! t& |, Y1 b4.1、输入特性：

2 f' j; t+ H2 J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):

) f( o( T6 G6 h表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

- B& a, W  o, T+ z) s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:

4.2、输出特性：
% E$ F) j. Q. ]# W0 U' x
4 I- r0 }& {3 [1 t$ m! p注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
" O6 O; q# n0 z  R8 m: l% I
6 i* D  Q- b0 T! O; N0 @; q( G4.1.2、线性调整率和负载调整率：
1 ~; I6 Z$ O: P& o- x
6 |. K$ `; e5 D3 m表4 线性调整率和负载调整率:
; p- w5 b. N" m" M% d7 ?7 [# F1 @! E

* z1 a5 j# v. ^: G7 P- z, c4.2.2、输出电压纹波：
  ]+ P7 C' @& L4 c* k
( ~; n$ W! y: O' T2 a& t- K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。
9 `0 w7 g0 P9 g  g
9 |! \$ y% Y7 i4 n: N% w) n, w% ^9 \表5 电压纹波测试
7 K- e0 `$ s; q- C; ?

4 J4 p; I, e' k5 w9 k纹波噪声波形图：
0 f. R1 T0 A: |9 U" Y
) M7 A; F9 m$ ^2 l6 i3 n

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

+ S2 a: B5 Y# c- |% ]

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

4 p! P- Q* }6 g" ], j1 f

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。

4.3.1、过流保护：
( p! i' x6 R5 d5 P

/ E; O8 s, C4 V5 ^' x) y' a4.3.2、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。
9 x1 |. G( Q: Q( A. I0 w3 f

AC90V @ 5ms

* ?4 U0 q' x1 C9 z6 y7 R

AC90V @ 10ms

2 i( o5 D3 _' V: w7 P

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。

7 M  r% D8 n. C0 z! D9 h4 N2 ?5 j

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

' I& u2 @5 j4 \; l

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

9 H. m/ W$ [4 F* Z. f2 D" c

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

' |! y1 b7 ]* Q6 f* Q, I9 B

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

$ |5 D9 l, g4 J$ }: x0 F

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

8 S: I# Y! ~% I/ a05、其它重要波形测试
1 f. p: y2 s8 \
: R0 K5 W5 e- h6 JDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

( k$ z: h+ V! X0 E5 y

AC115/60Hz，100% load

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

! ?0 \4 {- m9 B2 c* |' v3 V  H06、温度测试

测试条件：40℃环境下满载测试。

% H' \3 E3 r! l

# W# B6 |( K" r1 t07、EMI 评估测试
* _4 T8 ]7 c1 b+ h, @
' D* v* I7 D6 j测试条件：

输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
1 M7 U. H' h& S9 {" i: o) _限值标准参考：EN55013、EN55022B

' r+ r+ i, H6 N: x6 L

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

1 e" `: r) j0 e6 _

辐射测试PK+AV

1 L7 b, _5 @* X! t8 z& X3 S" ?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
7 ~4 y+ p4 A0 o
0 u* l  H' m8 D  s) h) i

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

4 A" Q, K4 q4 U! _+ y! W9 e

辐射测试PK+AV