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

3 u! J$ z1 ]  V8 e# k4 D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！
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01、样机介绍
' C, l, J! m" \5 f3 }* A
- @# i- \$ @$ L! O$ D  F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。
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1 K5 y. E: a$ v& I5 b0 n! m

CR5259_12V2A 工程样机示意图

CR5259
+ q: ?! a  e4 A/ U, s8 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。
6 {+ |9 N0 l& ]
* [' Z3 m6 n7 v& ~+ g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。
% k/ L  }) e/ E2 f+ V* T# l: ~
, H6 _5 F8 N3 H: l- @芯片特性
! D  r, a1 R& A& g5 ?) v
● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
+ \% Z0 R1 h$ a% t● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
7 y  x4 D, \5 |( d$ X● 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；
4 w: v+ c. S' a) ]: s# u5 n) P● 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”
$ g. x& ^/ ^9 C4 W● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
. O0 p+ Z. ^8 N● 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。

# L7 _* p) o3 o& X  b, ?1 W  |0 ?基本应用

3 Z/ {- {) k! J$ p' X, f; z5 E● 电源适配器
+ U5 W5 v/ P0 t● 开放式电源
8 S) U" k" `3 e! U' i4 d● 数码相机和摄像机电源
: M& L$ V$ Y. b  d● 电脑和服务器辅助电源
: O' w! M* |* S) \7 ^  P/ y0 |. b● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源
) f# e* X  A6 P2 r7 Q
& [6 j! U. _9 |引脚分布
( O6 C9 ~  t  D  Y  @* R4 E4 S& @3 M

典型功率
% e4 u! }3 Y& h

# h( P& G5 t# C: A2 U$ C1、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。

引脚描述
* L0 F$ _# l* c9 y  _) I$ v/ d
* ^7 w# e( B' \% y( Q9 B8 J% n( b

典型应用
% T3 ]6 e4 K" g( u( n
6 {: d9 V# A" l7 c( o9 p' J7 \

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。

# F3 ?& w3 C: v: c4 y! d% e; b% E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。

2 w; Z' `3 o# R9 I. R4 j" i$ G02、样机特性
. X9 ~7 C+ [5 t6 _
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。

' L" m& T  D  I) f6 L4 {+ L5 e/ {2.1、输入特性：
; T; J+ q' |8 I$ X+ ]8 }+ k

2.2、输出特性：
! R, x: o$ @" a! j: m5 E

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
) u2 b: `( D9 L0 N6 k/ }2 T$ j

6 P! t7 ?! Q. @1 y) S/ K6 A( R2.5、工作环境：
6 L6 B2 V% m: ^( F

! s; M* \* {" T" V+ U# N2.6、测试仪器
/ j/ W) V" r* w3 D

% ~  }3 S) K0 B5 j+ V03、样机结构信息

" ^  D# s, C: l+ b) y7 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。
# X7 u& U: V+ W8 p( {! X: K
3.1、电路原理图及PCB 版图：
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* k  F9 K% B" ~* }（1）原理图：
% H/ M7 l  P2 P. j/ l. |" N/ a# S

7 o8 H" u* t$ ^（2）PCB 版图：

; b. K4 a6 k  p' Q' w9 h

3.2、变压器绕制工艺：

（1）变压器电性及结构示意图：
) Y$ i3 x& A0 ^6 a# I

（2）规格参数：
( _" E3 v% m9 N& D" d
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
- Q; u- s. q  A* f) C2）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
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
4 {% ?) @2 Y' ?& }; z6）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
9）成品要求:浸凡立水
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4 w# R1 o, |* O3 c8 Z4 J5 ]- N(3)、变压器参数：

# Y7 p, X( V! ~3.3、元器件清单：

04、性能测评
2 o* F+ M2 Z5 T5 `# ^: l
  W! h7 T4 x: E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：

# X0 z1 q) w2 H% |8 ]1 g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。
1 _5 g7 X% ]3 a4 R8 e
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
) K& y/ h% O9 j3 P* t- S2 r% ^; |

表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

. e0 d- I8 R  a4 S1 L) 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:
$ g$ f  |" o* P4 c% D" n

* V8 q3 {3 ]$ [$ _; l) t6 `1 `4.2、输出特性：

" W# G2 S4 _# m. U- G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：
6 b# b. V% e$ u! c
表4 线性调整率和负载调整率:

! R  }+ o1 r! x' }2 s1 I0 {0 u4.2.2、输出电压纹波：
6 `( z# I6 V# v" o
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。
5 z& t. c% p+ \/ I* M; z
- d4 \1 l% O& u# l! z- D表5 电压纹波测试
; ]" |- E- B: ]6 L

, H6 w. {. W( r% f! P$ b+ N6 W纹波噪声波形图：
) S- g$ N- ^/ l; Q

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

/ _5 g* x- P' @4 j

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。
+ y* @9 C. \+ D" o! ^2 L
  S* U1 W9 U- i0 @' d) A; d$ D% E6 L1 I4.3.1、过流保护：

: ?" d# L. e5 g; d4.3.2、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。

# M2 s8 l# P9 }8 y+ K

5 t$ F7 O! f- ]" D% k- p

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

0 A" ~9 m8 D  t; ~+ e

AC264V @ 10ms

$ o$ o, j6 ^6 f6 J' w4.5、系统延时时间测试：
/ {$ p( P& W" ^; j4 z! Q' o; z
$ f( D: ]6 A/ ^. C- Q( e注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。

/ ?; G9 X+ I: R& T

4 |. V% C/ T3 H7 I& Y! b/ W

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

( p: Z# i! {, g

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

3 [* }. `1 u* Z8 @0 s

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

' _- S. r3 E6 r' g

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

+ j: ^" O- s- f& b* j( f2 u0 _1 Z

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

( a; N4 ?) V( G' _( E! E% @9 p! Q05、其它重要波形测试

$ |7 K/ m' e) W/ c; GDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

6 z8 N( N" w0 q3 x# U1 `" L* C

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

5 V  }) }: X) x1 y: l06、温度测试

5 V* S/ Q, \7 J1 h4 q测试条件：40℃环境下满载测试。

/ B% k6 ]; N# E; k0 ?& Z

07、EMI 评估测试
& |9 M5 V1 U! ^6 S! D/ g  b; ]
测试条件：

输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
5 t. H4 b; J- Z限值标准参考：EN55013、EN55022B

1 W' X( t" x% B

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV

# A; D* o: }7 [9 D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
# N: m0 K$ @3 P0 a% _* B% y
, B' s; g+ [+ E

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

' s$ f6 p; g: ~' \( C6 ?0 G

辐射测试PK+AV