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

/ r9 m4 n1 ?- j, H$ q
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！

, v5 j; \& }3 y* ?. j5 O( E01、样机介绍

4 R. P" ]1 D3 \) u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。

CR5259_12V2A 工程样机示意图

5 @0 Y) v9 t; w" v, }1 v; MCR5259

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
) I+ Y# ^! P8 T$ V8 w
  K" d$ |& t6 `& K" G- p● 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；
- v! l' G! R! k# D9 R$ q; |# i7 x9 z● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
; S( i( u0 }, O- A" o" M: p# i● 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。

& Y0 X: \4 ?# v; Z! i$ P: G+ W基本应用
: l1 u3 v7 d! [, e
● 电源适配器
4 c3 S& ]2 u% K6 V& p● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
9 ^( H2 I* `2 w● 电脑和服务器辅助电源
● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源
/ V% ?  ?8 V* A8 [% G# O1 ^
9 o8 l) {* n, _4 G- p引脚分布
* z; ~3 b  H. m0 |3 O
' G& h5 a7 y' V1 ^

* A1 \  _( \; d# G, `( K+ H9 q$ D0 Z. `典型功率
# t" C4 k$ {0 C* h% L$ n
! n& X7 B! D1 n+ |

! r: f+ e2 \) N1 _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。
4 V5 H$ L) a& u7 S
引脚描述

! K% |4 L( X, f2 j' h; e# i/ L

( a) u% ?/ }2 s4 {
! {( q& _! G( d典型应用
) J; H6 w+ K* {. G; ?: x) [' K

4 h8 C* F& V7 p5 }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。
3 q& ]- O# r2 X# {& x* H) M+ M
02、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。
" t7 D0 }2 m' I4 t) m
2.1、输入特性：

2.2、输出特性：
0 p- c$ c! a6 m$ @6 a; j1 w6 _

2.3、整机参数：
9 i' e* r2 b- D; s/ e% D

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

2.6、测试仪器

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。

3.1、电路原理图及PCB 版图：
2 x8 D6 W8 e$ W( T3 I4 J2 `
1 h  i( s7 O; Q6 K（1）原理图：

（2）PCB 版图：

1 `# _+ L( E5 H/ G0 a4 E

0 D" q& g6 H; B$ e% q

" L* g1 \2 O$ C3.2、变压器绕制工艺：
- t' r  y+ L' v# Y& y6 ?, O
, V5 ~0 K& v' g7 Q（1）变压器电性及结构示意图：

（2）规格参数：
' v, K  i; C. N$ J* n& s9 U. @
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
5 c. m0 ?- b. N) A5 {4）次级: 三层绝缘线
4 Q  V, w+ o# r% ~5 D2 x5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
% x0 T' z* Y5 |6 L" L6）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）)
4 n3 R+ ?" o3 a* |! T8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
( E; R- ~0 Q* X& O3 |
  r: u- Y: Q6 f5 x* P(3)、变压器参数：

' _* ^! N/ P" I2 x1 B2 p- k1 d3.3、元器件清单：

04、性能测评
* g0 O% l2 v( `4 {3 g* L
* _! }8 q8 z2 }& G( y" P, W; W9 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。

" p/ `( l! i% X0 j' P6 k9 v0 Z7 ?; @4.1、输入特性：

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 X- S' J; Y5 `. k1 |表1 、无负载待机功耗(无假负载):
# Y9 j8 ]6 \( M* x8 C4 {

表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
1 ]/ t4 }: _' n" N9 o

" j) p1 C8 |: P- o8 o1 k& i) H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:
  Q) h; t" n5 n+ U. E7 ~

9 a' S% z& C: Z. t: h4.2、输出特性：

, _1 u: m9 z; V: P1 n* @$ x注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；

" f4 e% G' Q  g% u6 q5 I4 g4.1.2、线性调整率和负载调整率：
; K, e' |, N- d0 y$ r0 n
- S  w, Q& G* f6 l: P, T" G7 E表4 线性调整率和负载调整率:
( `+ ~  ~* U2 F3 E( L  s

6 O# J, ?2 U, z* [; w; p  q! M4.2.2、输出电压纹波：

  X$ N( w( _' k' {8 T/ K0 ?" S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。

7 r/ w+ N& q- I2 C* N2 a. s; b5 h表5 电压纹波测试

% h9 B/ A4 Y3 d4 [纹波噪声波形图：
. ~, e% s* ]& R7 o- n# B" ^0 F6 E
" N, m3 d$ P8 h$ `6 D  o" _% h5 x

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

  y+ E  V3 m2 O' W

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：

1 _& c: {& E1 M7 l9 o3 I& b* ]5 A以下涉及过流保护、短路保护的测试。
% X2 R" B& m# Q) K; m* ^' w, t
4.3.1、过流保护：
4 l" ?8 @% {2 F& x9 V

7 i0 Z$ z- W0 X% V, \4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
6 {: z2 p1 @  ?) p! A  n  |

0 ?2 a4 l* J, M) C9 r4.4 动态测试：
3 d+ [" M  ~/ f0 `* W6 ~
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。
1 v1 ~3 q* x: j) Q2 @" K( d
/ x$ m8 w; i) A! B+ ~& B0 ]! m$ q% Y

, w3 Z8 U+ \$ C; |

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

; Q  b. U' s# z' h

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。
- G8 [" J% T; d& C9 Z
: r) `6 }+ e5 i9 ^7 W6 h

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

  l$ {/ w$ {7 ~) I/ d

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

- @9 |: U& p" C. H  l2 Y: @

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

; @  x* W0 ~9 d  Q# X- D

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

, y  n; s* {0 M4 R7 l3 M) i4 |05、其它重要波形测试
3 V- r2 q8 o$ v9 t3 h- s/ [
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
# @0 r4 ?, ~) T
+ r  F: x. j- Q

AC90/60Hz，100% Load

+ G) C! w8 h# v( r9 Z

AC115/60Hz，100% load

8 A) f" N" j* ^, ]6 n4 ]( _# Z

AC230/50Hz，100% load

4 d# M* y+ r: W3 `2 @; ~

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

$ E# C. |& c2 k6 l2 ~% F

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

06、温度测试

测试条件：40℃环境下满载测试。

( @9 P- N; [6 j! F

7 J" c( E& ^7 H' ?: O07、EMI 评估测试
& B' _4 Q1 F3 ]" @. L
8 \: N: f2 Q9 M1 s$ w3 ]3 A测试条件：

9 D2 x$ j+ @# B2 e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

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV

  W" d  I" h+ f( \/ E输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
& l8 m$ r& o/ x3 `限值标准参考：EN55013、EN55022B
& {4 |" A5 A$ ^0 Y6 M/ [% ]/ F

传导L 线测试PK+AV

3 O: [0 p6 _3 V  {( V" c

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV