两颗“芯”，带你参透24W电源适配器方案的奥妙之处

思睿达小妹妹

$ e* @/ h) e. A) T' q( l. m. e
# Z* G% s+ b7 x) T+ d! m电源适配器又叫外置电源，是小型便携式电子设备及电子电器的供电电压变换设备，常见于手机、液晶显示器和笔记本电脑等小型电子产品上。

) t% i2 O4 |0 e电源适配器广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备、安防、电脑机箱、数码产品和仪器类等领域，并且在这些领域都有着不可忽视的作用。

" d  t5 \6 a/ B今天要给大家介绍的是本公司24W电源适配器方案，该方案的控制IC采用了本公司主推的CR6267SM、CR85V25RSA。以下为方案的具体内容：
& C: O; b9 ?: r# H) h# O$ {7 B
! I/ Q7 e5 u+ s" B01、样机介绍

" b2 L6 ~* f$ @3 T, t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CR6267SM、CR85V25RSA。

CR6267SM+CR85V25RSA_12V2A工程样机示意图

CR6267SM芯片特性：
1 H$ @7 @% M$ i( I0 _
. T8 i( b4 J+ L4 d8 e" CCR6267SM是一款高性能原边检测控制的PWM开关，待机功耗小于75mW。CR6267内部采用了多模式控制的效率均衡技术，用于优化芯片系统待机功耗和提升效率，同时采用了初级电感量补偿技术和内部集成的输出线电压补偿技术，保证了芯片在批量生产过程中 CC/CV 输出精度，内置的全电压功率自适应补偿技术保证了系统在全电压范围（90V~264V）内输出恒定的功率。
, T$ p* @- p7 v: }& S/ g7 E8 Z
# j" v7 e8 y+ ]8 z# tCR6267SM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），CS引脚悬空保护，输出短路保护，内置前沿消隐电路，输出整流二极管短路保护电路，输出过压保护电路。而且内置所有PIN脚悬空保护功能，使得芯片具有更高的可靠性。

" J9 J3 r) F/ V: M( u3 S● CR6267SM是采用内置650V高压功率MOSFET；反激式原边检测PWM功率开关；
7 @9 u8 {6 p7 x● 待机功耗低于75mW
. A3 V% I! e  @' m+ j- B● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
( h- K( f9 S7 R/ k' y● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
● 可编程CC/CV模式控制
● 高能效QR控制模式
● 内置输出线电压补偿功能
( x2 q( t9 V" i$ v# x! m( k4 S● 内置初级电感量偏差补偿功能
● 内置全电压功率自适应补偿功能
● 动态负载响应功能
6 |/ e: b, X: k9 [8 T● 内置过温度保护功能
0 C1 F( c# y6 j' r4 _● 内置输出短路保护功能
) O! G) U0 ~/ Q$ [3 ?" @0 F● 内置前沿消隐
● 启动电流和工作电流低
● VDD端过压保护和钳位保护
● 逐周期过流保护
7 w1 W1 U6 ?& y+ @7 p9 c● 内置输出整流二极管短路保护
● 内置输出过压保护功能
● 内置所有PIN脚悬空保护功能
6 J" P  ^+ W0 O# `+ S$ P● 4个引脚散热
● SOP-8L绿色封装
6 M, |8 @: {0 _4 g4 |, {" M# C
; e/ l- f; z% g& O. y9 Q基本应用
( b5 t2 y$ Z8 ?. b● 小功率电源适配器
: d  `6 d9 O* Q" `● 蜂窝电话充电器
: E1 r" Y' E1 E' s4 ~8 x4 K$ E● 数码电源充电器
2 p" k0 v" J- Z* g1 B) `● 电脑和服务器辅助电源
● 替代线性调整器和RCC

* N* J( U! n7 D: o7 @5 a4 u& f典型应用

! S$ B( k: D! ~9 ^引脚分布
: r) y" V, b; n$ ~% `

* p& u' S2 L4 B2 G* j7 @引脚描述

CR85V25RSA芯片特性：

● 精简外围电路，应用简单的同步整流IC，用于CCM、DCM、QR模式；
● 具有自供电功能，设计方便可用于正端、负端应用；
+ `8 v  g3 _. _: Y4 G9 q  Q6 C1 A● D端85V耐压，用于输出5～12V以内的应用。
: |) F3 R0 @& W3 N  Z$ a' P) s
7 W( v- U. `8 ^+ ]: M9 G: P; b3 D该样机是一款基于CR6267SM设计，全电压实现12V2A 24W功率输出。AC100V满足启动时间的条件下，实现AC240V样机待机功耗<75mW；典型输入电压时平均效率>86.8%；能够满足最严格的能效标准“COC_T2”；全电压可实现±5%的CC/CV输出精度。

. g: ]" {$ |. b! v- a8 n1 L样机尺寸W*L*H：74*37mm*25mm，样机的变压器，采用了EE22加宽加厚磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。

CR85V25RSA是一款采用内置85V功率MOSFET，具有CCM&QR&DCM模式下工作的同步整流IC。适用于输出2A电流以内的应用。

% \8 Z4 r% w6 o9 q8 g02、样机特性

$ t- V7 ?- \2 \5 k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。

' v' a0 s0 ]7 ]' W5 X5 @2.1、输入特性：

( k) P5 O6 [; [2 X2 c; c, u( L( D2.2、输出特性：

* q4 b* |. r% o. {% |$ J7 B2.3、整机参数：
) n( G/ E2 b+ q" Q

2.4、保护功能测试：
( n! @# Z9 a0 v* u

/ M8 V6 e- H: u2.5、工作环境：
$ C/ p: ^' F5 G" R% W& I- V" W( \

$ E" I1 k' P' h5 h$ S, L3 ~$ l* s2.6、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。
+ T. T, _1 I6 L/ V. c  t' q  A
. ?# L" m+ j- c9 }+ n$ u5 Z3.1、电路原理图及PCB版图：

原理图：

PCB版图：
; D% L+ _$ f& ~/ I& v- c% U$ H, `
3 E$ H$ f7 V) ^8 _$ X7 N

顶层布局图

底层布局和线图

3.2、变压器绕制工艺：

# A% @' [9 H5 q& g/ W. W6 V（1）变压器电性及结构示意图：
4 N4 ]3 n0 M4 _6 g" c6 w7 e

（2）规格参数：
/ t* d9 O: W& J+ h3 G- I
( P1 r  v5 T2 a+ ?2 q1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；
5 r9 A& c) t0 ]5 _2）材质：TDK PC40 或同等材质；
" x9 }6 Z! ?9 Q  V- d8 {4 X3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
+ K( O" u' p: }$ F. r4）次级: 三层绝缘线
! L+ L; X, Z/ S1 f, k, \( v5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质
6）初级绕组感量Lp：0.9mH±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
8 @) B: d/ j5 b' B: o; @9 h- ^
" z- q- M  a  ^% a1 g8 X# c' d$ X" q7 [（3）变压器参数:

& e$ X" @% p) _- V7 \; H) K3.3、元器件清单：
' h) u$ v1 F( @0 Q! @: n

6 M- o; {7 y4 u2 D  ?- s/ s
* Q* B$ W$ B: \5 M04、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。

* f6 r# E: }% p9 q3 l7 C4.1 输入特性：
# a' X: g$ B9 p+ L  v# i
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。

+ i( |  [8 s; Z% i表1、无负载待机功耗:
4 `" _' N. K  b/ E, s9 A% I! A

表2、输出100%载下的输入特性
) m: o4 Q1 g! y# T

/ t8 [* `- k" \; K* t- C- g4 r表3、输出PCB端测试的效率特性:

, o- B' @0 ~% C  S, _# `4.2、输出特性：

0 g0 Z8 \8 o: ~& q3 J注：以下数据均为PCB端测试；
. f: {0 |0 V1 K6 p& T% |* q
4.2.1、线性调整率和负载调整率：

4.2.2、输出电压纹波：
# I; C1 B! N5 e( K5 A
4 F; a3 h( c# G7 `2 I8 I! n注：纹波及噪音在10cm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。
. I, R. ]2 a  C! @) H) ^

1 o% k0 p( U. o0 q纹波噪声波形图：
& c% b- Y' R' z9 ?2 L

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

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

  T* p6 s; C% f9 g) X' G

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

7 ]) f( Q1 L' e$ l  b

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

4.3 保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：
3 }! ]& F$ H) a8 a% Z
2 s* ]# {7 S: M! N

4.3.2 短路保护：

功率计限流电流为 2.5A
: B! K( U: @: V/ _: }. H
: @4 a. N9 L" V, j, C0 [  q' g

& a# N9 v( n5 n, C8 e) N
4.4 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5A/uS。
: d/ M: O; \7 F: Y- y! [3 [* m

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

* e# l; I* s+ K- \0 f

AC264V @ 5ms

0 H: x4 d" S2 E) @/ C' N0 e; n

AC264V @ 10ms

* @* o+ f) X; x4 y8 H9 f$ P1 s4.5、系统延时时间测试：

注：AC端、VO输出端波形图。
! A- L4 J* q& r: t2 @/ q
6 k* B4 \* p/ ]% r' \$ `

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

. O7 C3 L+ r8 I' J

VOVER_SHORT @ AC100V，No Load

( F! n. w( H' _) {# u

VOVER_SHORT @ AC240V，No Load

05、其它重要波形测试
. I6 f/ L* h1 B& X7 h
DRAIN端、CS端波形图：

0 e# l' A- I+ `

AC90/60Hz，100% Load

3 ^+ z: D8 D, d& V  j

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% load

AC264/50Hz，100% load

5 p5 i; g" R/ s5 m3 z

AC264/50Hz，100% load 6267电压应力

AC264/50Hz，100% load 同步整流 电压应力

06、温度测试
: C. j% u" C( e# x. @- [' v8 T. @
测试条件：40℃环境下输出2A测试。

/ _; d. j$ n. f2 q) ?8 X, r6 ^4 I07、EMI评估测试

! m1 n) p& F6 q% K% s测试条件：
5 j  x7 Z1 x' ?+ A$ G: k1 v输出电流：2A  负载类型：电阻。
8 n- m2 [% m$ C: `# E# u限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V 传导 L 线测试 PK+AV

AC230V 传导 N 线测试 PK+AV

AC120V 传导 L 线测试 PK+AV

AC120V 传导 N 线测试 PK+AV

AC230V 辐射测试 PK+AV

! M% R; a9 w2 x# F. ^

AC120V 辐射测试 PK+AV

9 n, A* X; [$ n

AC230V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

5 t4 _, e3 V, M6 h

AC120V 辐射测试 PK+AV DS 加 47pf 电容

& y! L& s2 Z& X4 }: V. Y1 Z