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

0 K$ ?0 I* A- R% Q2 r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！

01、样机介绍
( o) f, Q  Z" D, \$ ]+ T( 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24W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR5259。

8 ]% K+ b/ u. J* o

CR5259_12V2A 工程样机示意图

CR5259
. X; Z( x* \3 K. c* s8 d# d) A! S
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。

% ?( W  _& M1 o6 `0 O$ E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

1 T; g+ P  l. n. K● 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；
- l3 q/ {% F2 E' Q6 ]● 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。
! @4 Q0 M3 |7 w( S$ N) ]4 S( H. ?& B
7 N' I( l5 B( R! `- F基本应用

● 电源适配器
● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
6 K- P8 Z6 r) l/ g/ E: D● 电脑和服务器辅助电源
● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源

引脚分布
. ?4 \6 n  w. ^/ O
' G; H3 C  Y( W. w$ A

4 {2 ?* }  F, _! T典型功率
: p. x3 E; d7 `7 A; T

' a6 Q% ~6 r( g# n" E1、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。

0 |9 n$ L  K: K* Y引脚描述
7 B/ z' _8 [+ z9 T8 M# C1 T& d
* D; ]3 r" L1 S* g  @4 G6 ]

: Z( E. d0 ?4 l1 Y( U/ i
3 Z* o0 I  L4 O/ G* G典型应用
3 }% S/ Q8 T& _% e2 @* E- ?

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。
1 L2 J  T" k$ _( i2 o4 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 q2 O( V6 J% a- v! _/ C9 O
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。
) [4 I' l0 d; T, k3 S) `
2.1、输入特性：

# ^5 {8 H$ @' I2.2、输出特性：
7 T: N- T2 a5 Z

4 Z3 H0 w% Q. z2.3、整机参数：
, J1 m  I2 D3 B7 E

+ T+ G7 w3 i+ D$ b2.4、保护功能测试：

6 L% B" b0 S# w, ]% m2.5、工作环境：
/ P' h" d7 v" X

2.6、测试仪器
! V$ a1 i; J2 l/ k2 W  A( [/ K$ L& \

* v, A, o4 K" X- Q03、样机结构信息

9 G4 H8 D, I3 v6 R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：
) Y8 A9 q1 h; k7 ~8 u* e0 ~/ t
（1）原理图：
: l1 f/ ]$ c6 ]2 Y8 A
' S4 v9 z2 U* p9 Q2 J: a

（2）PCB 版图：
( p+ ^9 I' l# d, Q! o) s0 c
3 A5 ^( M. m9 f+ o

3.2、变压器绕制工艺：

（1）变压器电性及结构示意图：

( x: f; v9 S7 k% J# g+ W（2）规格参数：

1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
" Y4 ]# i5 d# S0 ]! a1 ^' A3）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
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
6 h: ?' k8 l9 i/ \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

(3)、变压器参数：
( y6 P- q6 S- F9 b) t

3.3、元器件清单：
* _. J+ H8 h- q

04、性能测评

' k/ C+ {6 ?  D; n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：

1 X# D3 Y7 i' a8 o* Y" S1 U1 p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):

1 a" R& s  w0 M' T2 x. l& T表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
( c' S/ O2 l0 H; T

表4、输出板端测试的效率特性:

: a2 i; R* f7 g% u4.2、输出特性：
/ K: S+ u6 N3 r9 s$ b' d+ F( A9 T
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
) x2 _8 j1 W, _$ a3 R
( B/ h3 q8 P& m4.1.2、线性调整率和负载调整率：

. k& X5 c2 Y: _) P! p  s9 I表4 线性调整率和负载调整率:

0 r7 x$ g/ A, J0 M8 V4.2.2、输出电压纹波：

' R/ d' k. x& ^8 u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
8 j" h$ h( R  t9 Q8 a" S; q' X

, j6 b$ v6 Z$ x3 |, c* c纹波噪声波形图：

/ [+ |4 D. y" A# q0 Q

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

$ _- G5 r% l3 U$ q4 z' R' |2 k

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

Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load

" ]" Q0 m6 t! B, f7 ?& L/ h

Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load

6 f8 l+ c# [$ |+ M0 z+ J6 a4.3、保护功能：

& N" [  p, [; m0 i- G以下涉及过流保护、短路保护的测试。
3 [  @1 I4 \3 {' ]/ C0 q
) c9 {. t& d* i5 D) b, p5 Y) A" W2 R4.3.1、过流保护：

5 R( i) _7 D$ t. G$ o4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

4.4 动态测试：
; I# z! G+ W8 @0 ]+ H: \$ w! c
, U; Y% U$ Z+ X) v; @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。
. \$ O7 ]0 W4 v: k  s4 [$ n/ I
1 Y4 ?8 Q) K: m0 H# t6 v# c6 T  }

AC90V @ 5ms

% o: K5 g% P4 P; g

AC90V @ 10ms

+ F: Q  ~1 ^4 T! @( A, g8 \4 t

AC264V @ 5ms

( [+ ]( X' ?: `! r! D; Z  b; _

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。

; {- i7 H- Q& n6 o  a" `7 P

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

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：

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

. O5 A6 N8 p( b& a, V6 C% _8 K) q3 A( [

AC264/50Hz，100% load

/ C7 }5 y/ j( s" c. V5 k6 b% t

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

8 h8 c! x* O3 z

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

06、温度测试
" ~- u3 b5 A1 k$ F# t9 N
测试条件：40℃环境下满载测试。
* O& }' ^9 {; ?/ r) Z" u" H

07、EMI 评估测试

测试条件：

8 c" |: K2 Q8 I) a7 w1 S输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻  输出低接大地
$ B2 B1 m- q- r9 a. O- U- s限值标准参考：EN55013、EN55022B
" e7 A5 {7 H! n0 f; M" G0 b( _# r
- s( u% |3 K9 U; L+ M1 m  l

传导L 线测试PK+AV

7 T2 o0 e: }7 G; M

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV

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

) K* {  h! ?  R5 {1 i

传导L 线测试PK+AV

5 Y8 z% B8 K1 F

传导N 线测试PK+AV

辐射测试PK+AV