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！

- L. @5 q! q- d9 x/ b4 f% o01、样机介绍
' [5 U9 m5 i+ s; h) V: J5 T1 Z
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。
2 E$ f3 m3 N8 B, T
# ~" l7 ]. l7 i6 l5 u

CR5259_12V2A 工程样机示意图

+ v7 T9 z$ ]2 ICR5259

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。

$ c" m: e, ~! f: x! f- {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。
3 _' O( p/ C2 I' g
芯片特性
* Q1 n" y, |( `; Z' X% T& O
4 d2 U' k; h0 r8 z● 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；
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
3 y4 T* t6 v1 T, c" g) \# w5 E● 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；
) A' |. Q' n' |) 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。
+ l: W5 P, R: c! z. Q$ a
基本应用
: x) ]) Y* H; n2 I+ e# V  P/ z
● 电源适配器
● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
● 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
8 C3 C3 D; T* Y" H) p: M, ]
; {5 v' H1 b; @- a0 x

典型功率

: `/ _" X& C& V

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。
" a) [2 k% D& [9 d6 B( e
7 _! K) {4 F( c& E; D2 A  P7 z; R引脚描述
0 P- q1 \( O8 v, ^5 k5 [
' N) g: s+ n. F! L

0 }& _  u  Z+ ~( F
& X) S! T; a8 v" N典型应用
4 t2 i. z, w7 D' \

$ {& k) }# p- m8 E1 F0 r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。
* ^1 C; {" D$ \% b4 ?# b9 y# r7 S* [6 D
2 i0 c9 C- {& A0 `7 x% s* r02、样机特性

1 G" x" g0 \6 R% \( ~* X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：
/ X' o( \& l" l) v( Q( j2 J. ?* i

& f' x+ n% D0 ^! ^4 Z2.3、整机参数：
! M6 U; P) p$ f' y

4 q6 f# Y& A. G: y5 Y/ i2.4、保护功能测试：
2 N1 }$ K5 \" f. d5 X! e

+ W, v) T) |) q# y9 Y2.5、工作环境：

! E2 Z: A/ i( d8 ~& y2.6、测试仪器
. {* R# |+ I: T& ]* a

03、样机结构信息
8 ^  [  T/ G, C5 A
5 q& v" i/ S) l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。
0 }" x+ K& T/ q8 }
3.1、电路原理图及PCB 版图：
/ w8 c$ t; ^) Y& k* q/ i+ N
6 r' o( b0 ~& f（1）原理图：

- c! P$ W& }# K! q, k

' r4 O0 ^( q  }1 N6 d0 H- @# \（2）PCB 版图：

) v. ^( v" ?0 U2 `9 z  v

# C& F, g; t; a1 a. E! F3.2、变压器绕制工艺：
+ k6 W2 `! t% U0 i5 X) Y& O$ D  c
（1）变压器电性及结构示意图：
+ ]( m4 }5 r- |4 y* x

（2）规格参数：
" Q1 Z& r4 ?1 Y
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
$ }( ]: d1 o! ~7 a5 m2）材质：TDK PC40 或同等材质；
( B, E  C) c# j/ j6 p: V3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
0 X) S2 z; O/ G0 {- }2 E& o4）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）；
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 d: f3 ?5 H1 Q  u, V% b3 j(3)、变压器参数：
4 ~( _! k7 Z; B1 t  u* o+ C) N- |

3.3、元器件清单：

! K5 _: l* E1 e% {' K& a% S

04、性能测评
5 x  C8 v, x' ?& v6 V& H- V5 u+ o
$ q+ M/ Q$ f4 |$ D8 S% _% k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。
% D2 q. D) T" W' O+ _
4.1、输入特性：
$ y# M- v% q/ B2 v+ T5 O
$ f( v6 G- a4 c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。

9 c' V4 W# z+ b, O& L5 J9 x% Q1 `& p表1 、无负载待机功耗(无假负载):

表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
8 g0 V" {# e- `0 q! O

! ], b, Q$ n* g( B表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:

1 O5 ]2 h( N4 L表4、输出板端测试的效率特性:

4.2、输出特性：

% [$ P- N9 o5 ~: Y' A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：

; {: w7 Z, M" b$ x( F6 t, W8 P# D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 J- c+ B1 H) f7 y
" K% o! h5 r3 p. M' z表5 电压纹波测试
# G) X' x* Y2 T4 J& H. T& `

纹波噪声波形图：

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

5 w7 j9 ^1 N: b% z

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

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

- ^- D. m8 L" T3 Z

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

4.3、保护功能：
6 \1 M/ ?5 t. t0 b' ]
  X5 t5 L2 @# D# P9 X  a0 }( {以下涉及过流保护、短路保护的测试。

. }( q0 O9 o: \: {1 |- e4.3.1、过流保护：

7 v% A, m6 F3 j4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A

# a5 H0 ^" X/ G' ^/ t. J8 Y( i( Z4.4 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。
! E$ a$ M2 d3 q( R. G7 T
. z% F2 S: [% c' G4 k' t' b9 \7 g

AC90V @ 5ms

3 p- w9 v/ ?4 ?1 k4 b

AC90V @ 10ms

* z. K' d, b2 f6 f

AC264V @ 5ms

5 D1 C9 z- r1 H: Y% n1 }

AC264V @ 10ms

1 Y" L* S- M8 D" v4 N+ q4 O4.5、系统延时时间测试：

注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。
+ s8 x& D4 G0 ^6 U9 j

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

/ U1 i; d+ Y: M: w5 O) H

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

) h* y1 b/ o" ?

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

' k2 q7 N8 i8 I7 d8 I# k

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

* W0 B3 h. t. P" f. x

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试
9 l) T3 i7 U- H1 `; b( ?  ~9 |6 }) J
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
! N6 V+ L1 R7 a0 Y: Z) ?

AC90/60Hz，100% Load

+ Y" D8 W- Y# a3 s. b" m9 ^

AC115/60Hz，100% load

; E! X% a3 p9 X$ h, f

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

0 l+ ^( ]3 j1 k5 Y4 w1 X

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

& ^* q1 D( \% y( M& Y  d) ~! A/ K" s/ G

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

06、温度测试

/ z& I$ x5 h* v7 c$ u测试条件：40℃环境下满载测试。
4 v+ J' L) [1 x$ r9 D8 M

8 W5 Q; t! R, a% f: f/ |, ~2 W- F4 G& L07、EMI 评估测试
" D/ ?6 m. @7 l( j
测试条件：
# E! U* i6 z8 O4 u
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
* Z# c% i0 H  n! m4 h7 Q
6 @* ?6 y7 F) A: r( a2 z5 p' D

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

' s: L8 _" Q( M8 e  g& V; |

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

传导L 线测试PK+AV

% {9 W9 M$ _; ]) V: K; {' G( C; ]1 F

传导N 线测试PK+AV

0 U  b9 i) ~' Q/ c' {7 \% Y* z' N/ F

辐射测试PK+AV