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 o5 D: E$ e6 p% X" 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！

, p$ o2 ?- \4 i, @01、样机介绍

( A. O: u+ Q3 H- e! y5 j- ]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。

) |+ s2 }4 q% @, x" V2 M0 o

CR5259_12V2A 工程样机示意图

8 ?( Z0 Z" S) ^6 C" T9 zCR5259
: v% S9 D% w! v) X% F" R) ^
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。
+ I4 n2 J% Y' X, N: @) e7 V
5 E& t" r; u, \/ _4 r0 L) h芯片特性
" Q+ t) t2 E( m& ~
● 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；
, n0 W0 p) X4 Z+ I● 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；
2 W* t6 }4 C+ ?) @5 r● 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。

基本应用

● 电源适配器
● 开放式电源
● 数码相机和摄像机电源
0 {" I( A# _8 J& q● 电脑和服务器辅助电源
4 w& }4 r) Q) _7 T7 r● 机顶盒电源
● 掌上电脑电源

$ M( D2 g$ I2 F! Z引脚分布

. e3 u2 V1 K$ X( `1 J9 J: G0 c

典型功率
' U3 H' ^. x' G3 t4 Z0 J

3 l5 ~4 P! Y5 [  Z5 Z8 n1、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

. t* q; S: B, o9 {) t1 O

典型应用

) D1 S  A6 D% ~0 R* 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。

4 t6 v2 A+ @2 k6 s& @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
9 p: H' G' K3 G1 o) R# n
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：
+ d* u1 U% m, R; K( {" s

! j( [0 z+ B5 K% {+ ]4 N2.2、输出特性：
* {" e. X2 j" W! u4 X

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

9 I7 O1 x: |% k% e4 `; {2.6、测试仪器
$ y6 K' x1 Y# B0 z

! T3 Q! b" X! \' A, ~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：

（1）原理图：
& g7 y) @: |2 d% K$ g
3 {; [; N  H1 F

# N( _& z% R, O2 C4 u; ~（2）PCB 版图：

. C* y! H3 v: v9 q7 v4 X- u$ y" _

3.2、变压器绕制工艺：
7 m8 H# w8 h1 a% J- _) W2 W
（1）变压器电性及结构示意图：

- o  S- S/ b7 n6 L（2）规格参数：
& ?* x7 \* Q* N1 b( j; M$ i
3 H7 |$ t5 v4 r5 S% d/ o& v) R1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
# e5 H/ H5 v3 P2 a/ H; ?. 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
. c: y# p  |9 w0 ~* F6 A2 B* d2 s5）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
" C! l, K& t: Y- ^4 M5 m* V1 v
(3)、变压器参数：

3.3、元器件清单：

/ w" Y' S) F6 _. h! _

04、性能测评

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。

' v8 ^* S1 H, d: k/ K- r7 U4.1、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。
$ f3 W' G$ g& D# ?& c: O
表1 、无负载待机功耗(无假负载):
2 t' `* i$ c$ S3 u" S" Y* h% O

表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
1 \0 `5 K  A( D3 w, Z, {

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:

. ?" X! a9 S! m4 n" B! \4.2、输出特性：
) A' J) u# w6 g3 d5 C; m
% h9 R; x9 d  L2 w6 a) m) q注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；
* \6 b' U5 ]8 ?. ?; `
9 p7 d3 `! j, {( L/ O( m4.1.2、线性调整率和负载调整率：

" M1 ~. s  u+ A5 I4 f3 m9 f* A表4 线性调整率和负载调整率:

4.2.2、输出电压纹波：
3 m3 s. Q; \& g0 H' F
* P9 s5 [' J5 I( T. C2 D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。

$ o' D+ I7 f; y( f- f) c* }表5 电压纹波测试

, z/ r$ A% ~, n. g, e( D2 h纹波噪声波形图：

5 w. @0 H9 P" w+ M

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

9 F% \/ G9 _- v$ ?

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

! M7 |+ _: |- Q* H1 Z$ `6 e# }) N

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

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

: k9 `0 ?5 ~% K* J! I) V5 E4.3、保护功能：
! b1 R% _& W+ ?3 R  O( O
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
" `" b1 K1 ~7 N2 X
  ?- ]0 a: a! V1 L% c3 x4.3.1、过流保护：
' a4 V' u/ Z9 u1 r$ }, `- y" R1 z; |9 T

4 p, _' B: d/ G2 c4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
; \: p, B, |4 b1 R

" e3 H/ e/ ~9 q' H4.4 动态测试：
. n! O/ Z: K  M/ A' r) T
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。

( G. D/ q- @0 L6 \* N4 E+ u/ h; I

AC90V @ 5ms

* X- b2 z6 H& |0 t

AC90V @ 10ms

5 U9 c2 o* B1 [

AC264V @ 5ms

% J% p3 _( P  l; [1 X, k5 @( [; C

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。

# H% K9 N' G; k6 O& R" r

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

% {$ a" W; ^+ n6 [

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
/ b5 P3 a" _5 d5 K( W+ _# A
DRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：
! V" v& F; x' e) n5 k+ r( E$ s
6 ?5 W4 b* r* u8 p

AC90/60Hz，100% Load

7 C, x7 G+ i& Q  W! C

AC115/60Hz，100% load

& Q6 P/ J/ }" Z& b! J6 T7 [- i

AC230/50Hz，100% load

0 v* Y6 m2 x  X. d) ~: B

AC264/50Hz，100% load

AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds

AC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds

06、温度测试
# M2 \5 v/ p3 h) l7 j( @  X
测试条件：40℃环境下满载测试。

/ R* M0 q# v# y6 {5 ]  I07、EMI 评估测试
/ t5 s* m1 P3 f4 [' r
' v  P& `/ @- J* E) G+ d- s测试条件：
* u6 r. [: v; M( B
  c3 B& E0 y8 C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

1 R# j) g6 M; M

传导N 线测试PK+AV

# B* P9 @( w" J; O3 `

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

& |7 ^! G! F5 P/ z, L2 g

传导L 线测试PK+AV

传导N 线测试PK+AV

* U2 a. \3 q$ f: Q' l, ^! m6 w

辐射测试PK+AV