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

5 v, \# P2 `. T: K$ g* g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
8 b( \, r1 t* u5 A  h$ n4 S# C* F
, s: V1 @1 c/ I0 r; s3 w: C0 b, 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。
# B# x8 {" a7 e" x3 ^; L6 A' p

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。
, I9 J7 ]3 @. V8 ]0 O% j; \6 b6 L
. v6 C8 O* b) S# D) o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。
' [0 Z' v/ d/ {% w$ h. C' W0 k% P# K
芯片特性
# m+ p7 j* s& [) z- |
● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
1 c4 Q/ F1 X7 F' J" V● 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；
& E+ g: v* d$ W1 C# t" x● 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；
) Q# P% H5 O6 T& o● 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 m1 j/ [5 O6 ~6 n" k# T
基本应用
6 a, F/ x( V# a
● 电源适配器
● 开放式电源
% p( N: D0 s  C; q* ^# N1 M: G● 数码相机和摄像机电源
- {! m6 s( Z5 v; a! s- U; V6 d● 电脑和服务器辅助电源
* o# q. g- @7 i  q● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源

3 J' w; R4 d- y; w8 W引脚分布
" U* W* s$ r- w8 b  M
+ Q" z. [& X& l+ |) Q. m' ~6 x

典型功率

5 R6 f' ]$ m  g4 `' h" a* p

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。

引脚描述

: K  C$ S- u. B) t0 G, r; _

典型应用
/ y2 @8 R# y/ V6 F7 r, G5 h

; n2 k* H/ d2 L& v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。

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。

2.1、输入特性：

2.2、输出特性：
! }/ a: h" n7 ~  D" C+ C; R0 y; Q* T  N. z

2.3、整机参数：
) x  M: Q8 W4 i' u! i, A7 K

2.4、保护功能测试：
5 B0 u' \0 i3 y; B0 g) Y

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。

1 o- `& F& ?, C; x6 u. l3.1、电路原理图及PCB 版图：

（1）原理图：
% ^( F5 ]7 X+ E/ D9 e7 _( e

1 e) D% F# h/ O. w（2）PCB 版图：

* i. u0 Q+ B$ {, z5 m

, S, n) ~8 W' _4 b$ ]2 B, z

$ x% E" E1 ?" w  c9 p4 J& f3.2、变压器绕制工艺：
: k+ d0 s1 x, i
; ]. }$ `) u, S4 D（1）变压器电性及结构示意图：
- L: m2 f! C. Q* u! B

) {$ o% E+ g, z% `（2）规格参数：
: f. e/ |: Q9 f/ ~/ {& b3 d
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
4 w  x" R: b$ y! f3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
' a" ?! t* C5 h# O9 Y4）次级: 三层绝缘线
1 ~9 x5 Q, O/ [7 @5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
& j. E$ b- s) r+ b5 d/ G' E0 {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
9）成品要求:浸凡立水
" n" u2 B" [7 X2 E8 D% z$ c  q& \
3 L/ g6 [# U# ]& _( N7 f- ^4 L2 E(3)、变压器参数：
( G: Z. I9 W5 R3 I$ R% @8 f/ Z

3.3、元器件清单：
3 F/ y$ g/ W+ y, w0 a& G' y
+ J7 |, b. o; X3 }

" C* t# U  q4 V( V4 Q04、性能测评
: J+ G7 g' b/ t, ]# P0 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。
1 k1 a) [, R& w. x% A- D8 ?# F* l
$ I( Q& b, a( O4.1、输入特性：

8 _1 ~! ~( [$ Y; R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):

+ D3 x6 `( w% ~; S1 ?; w+ _表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性

- @7 q  w1 v+ e7 M表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:
4 x9 t: c% t- ?" B: U7 d. I

表4、输出板端测试的效率特性:

4.2、输出特性：

注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
1 G6 B  a$ M3 g. {. G3 k3 Z- ~
/ @5 I" C) G& E. O4.1.2、线性调整率和负载调整率：
+ t7 |) {' @8 f# O( n7 O
表4 线性调整率和负载调整率:

4.2.2、输出电压纹波：

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。

  _6 C  x7 B" R$ `# m6 n表5 电压纹波测试

纹波噪声波形图：
5 S' C8 c4 x& N: w4 K

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

9 N# k' `* |& K6 x& }* b% f

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

& z+ n7 d1 [+ Y

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

* J: J* i4 b) }% h

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

4.3、保护功能：

1 L( a5 A# A% V  y$ \以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：
4 s* x$ m. @" O! R

0 S/ x- h, s: {* R' Q) w4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
2 }9 ^- T& n; n0 [( m0 n% Z

4.4 动态测试：
: O6 o0 i  E. `. x" P' S5 Z
% J6 f# K/ F' U9 t5 ]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 O8 I4 |4 |0 s  {7 r2 S
; G% b' k  n! n5 s+ a

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

! p9 l* o5 ~, S- X# A0 A( D+ z. q; _- u

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
  e) i: D2 E6 e! [
注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。
* W* Q/ K1 P( ?  b1 Z- m

  C$ i0 g4 ]! z0 D9 q1 W; V

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

1 D: U" @& C3 T, `% Y/ y' M5 Q: F

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

& I1 q9 ?9 {- ^# t2 ]1 K

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
- E- ^5 z6 }2 n! t8 ^
( @1 O9 V0 v! lDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
5 u7 u0 ^( W. K. l; T: v

AC90/60Hz，100% Load

& [$ F! f9 u, A

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

$ y) M  U( W: A4 u3 `0 ]06、温度测试
4 X0 }" {. ?2 |5 {6 W, ]) I& a
测试条件：40℃环境下满载测试。
6 e) \: w* u6 Y4 z/ D2 }' p

5 T3 a6 ~0 v- F3 h7 y9 X07、EMI 评估测试
7 b5 ~) ~! |! S
测试条件：
% Z; ?8 Z' O$ f
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

) l" o) P! Q% d# Y* d( w2 c

传导L 线测试PK+AV

( y" E/ N& B( E3 y+ b' @

传导N 线测试PK+AV

& t1 X& f% g6 d5 i

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
% L5 ~& \/ q5 q+ y, ?限值标准参考：EN55013、EN55022B

6 A& [! f: m! X9 G& b( _* n& L# @

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

+ K" [$ w2 `( w  e# e; h

辐射测试PK+AV