小功率適配器方案怎么選才靠譜？推薦一份走心的方案
概述
本文是基于思睿達主推CR5249的18W電源適配器方案，它是一款高性能的電流控制型PWM開關(guān)。電路結(jié)構(gòu)簡單、較少的外圍元器件，適用于小功率AC/DC 電源適配器、充電器。
接下來，就讓小編帶著大家了解下這個方案吧！
1、樣機介紹該報告是基于能夠適用于寬輸入電壓范圍，輸出功率18W，恒壓輸出的電源適配器樣機，控制IC采用了思睿達主推的CR5249。
CR5249_12V1.5A 工程樣機示意圖關(guān)于CR5249
CR5249是一款高性能的電流控制型PWM開關(guān)，全電壓范圍內(nèi)待機功耗小于75mW，滿足能效六標準。為了減少待機功耗和提升效率，CR5249集成了多種工作模式。隨著負載的變化，CR5249可以工作在三種不同的模式，并且每種模式都做了優(yōu)化。當負載很重時，系統(tǒng)工作在傳統(tǒng)的PWM（脈沖寬度調(diào)制）模式。當負載變輕時，系統(tǒng)進入PFM（脈沖頻率調(diào)制）模式。在PFM模式下，隨著負載的逐漸變輕，開關(guān)頻率也逐漸的減小。CR5249中獨有的頻率變換模塊可以使開關(guān)頻率平滑降低而不產(chǎn)生噪聲。由于頻率的降低，開關(guān)損耗也被有效的減小了。當負載繼續(xù)降低而低于某一設(shè)定值時，系統(tǒng)進入PSM（跳頻調(diào)制）模式。在PSM模式下，一些開關(guān)周期被跳過，這些周期內(nèi)開關(guān)管完全關(guān)斷，因此這種模式可進一步降低待機功耗。在上述的三種工作模式下，都集成了頻率抖動功能，來提升系統(tǒng)的EMI特性。芯片還集成了最大輸出功率動態(tài)補償模塊，從而保證系統(tǒng)在全電壓交流輸入范圍（90V~264V）內(nèi)最大輸出功率點恒定。CR5249集成了多種功能和保護特性，包括欠壓鎖定（UVLO），VDD過壓保護（OVP），軟啟動，過溫保護（OTP），逐周期電流限制（OCP），過載保護（OLP），SENSE引腳懸空保護，GATE端箝位，前沿消隱等。CR5249芯片特性
● CR5249 是DIP8 封裝的新型反激功率開關(guān)● 內(nèi)置軟啟動，減小MOSFET 的應(yīng)力，內(nèi)置斜坡補償電路；● 65kHz 開關(guān)頻率，具有頻率抖動功能，使其具有良好的EMI 特性；● 264VAC 輸入待機功耗：<75mW；● 具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP、OVP 自動恢復(fù)等保護功能；● 電路結(jié)構(gòu)簡單、較少的外圍元器件，適用于小功率AC/DC 電源適配器、充電器。● 能效滿足DOE Ⅵ 和CoC V5_T2 要求基本應(yīng)用
引腳分布
?引腳描述
?典型應(yīng)用
?樣機PCBA尺寸：66*39*24mm，是一款全電壓實現(xiàn)12V1.5A輸出的電源適配器。90VAC滿足啟動時間的條件下，實現(xiàn)AC264V樣機待機功耗僅為72mW；全電壓輸入時平均效率>86.43%；輸出接22AWG1.5米線能夠滿足最嚴格的“COC_V5_T2” 能效標準。樣機具有良好的動態(tài)負載能力；同時具有“軟啟動、OCP、SCP、OVP、OTP自動恢復(fù)”等多種保護功能。樣機的變壓器，采用了EE19W加厚磁芯（PC40材質(zhì)）。變壓器繞制工藝部分，請見后文詳細說明。2、樣機特性以下表格為工程樣機的主要特性，具體測試方法在第4 章節(jié)中有詳細說明。2.1、輸入特性：
?2.2、輸出特性(PCB END)：
?2.3、整機參數(shù)：
?2.4、保護功能測試：
?2.5 工作環(huán)境：
?2.6、測試儀器：
??3、樣機結(jié)構(gòu)信息本小節(jié)展示了工程樣機的電路、版圖結(jié)構(gòu)，變壓器結(jié)構(gòu)及工藝。3.1、電路原理圖及BOM：3.1.1、原理圖：
?3.1.2、元器件清單：
?3.1.3、PCB 布局&布線：
PCB 頂層布局
PCB 底層布局
PCB 底層布線3.2、變壓器繞制工藝：3.2.1、電路示意圖：
?3.2.2、規(guī)格參數(shù)：1）骨架：EE19W 磁芯加厚立式（5+5PIN），Ae＝46mm2；2）材質(zhì)：TDK PC40 或同等材質(zhì)；3）N1、N2：2UEW 漆包線；N3: 三層絕緣線；4）次級繞組從變壓器頂端進出線，磁芯接地5）絕緣膠帶：3M900 或同等材質(zhì)；6）初級繞組感量Lp：1.8mH±5%（測試條件：0.3V，10kHz）；7）漏感量LLK：要求控制在初級繞組的5%以內(nèi)(測試條件：0.3 V，10kHz）)；8）耐壓測試= 3.3KV 5mA 1Min；9）成品要求：浸凡立水；3.2.3、變壓器參數(shù)：
?3.2.4、變壓器結(jié)構(gòu)圖：
??4、性能測評本小節(jié)對工程樣機的輸入部分、輸出部分、各種保護以及一些時序進行了測試，以下詳解了測試方法及結(jié)果。從測試結(jié)果來看，以下各項測試均合格，能夠滿足大部分客戶的要求。4.1、輸入特性：本模板經(jīng)過在不同的輸入電壓(從90V/60Hz 到264V/50Hz)和不同負載條件（空載和滿載）下測試，得到待機功耗、效率及平均效率。表1 待機功耗
?表2 輸出100%負載下的輸入特性
?表3 效率測試（1.5M 22AWG Cable）
?表4 效率測試（PCB END）
?表5 能效等級評估（1.5M 22AWG Cable）
?4.2、輸出特性：4.2.1 線性調(diào)整率和負載調(diào)整率: （ PCB END ）
4.2.2、輸出電壓紋波：注：紋波及噪聲在1.5M 22AWG 處測試，測試端并聯(lián)0.1uF/50V 的瓷片電容和10uF/50V 電解電容，帶寬限制為20MHz。
?
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load4.3、保護功能：以下涉及過流保護、短路保護的測試。4.3.1、過流保護：
?4.3.2、短路保護：功率計電流量程2.5A,開啟平均值模式測量。
?4.4、系統(tǒng)溫升測試本項測試評估成品樣機（含配套塑料外殼）在40℃環(huán)境溫度下長時間工作時關(guān)鍵器件的穩(wěn)態(tài)溫度值。測試條件：輸入電壓分別為90V~264V，輸出電流1.5A。
測試樣機及配套外殼溫升測試：(℃)
?4.5、動態(tài)測試：輸出動態(tài)負載電流設(shè)置為1.5A 持續(xù)5ms/10ms，然后為0A 持續(xù)5ms/10ms 并持續(xù)循環(huán)，上升/下降設(shè)置為3A/us。(1.5M 22AWG Cable)
?
AC90V 5ms
AC90V 10ms
AC264V 5ms
AC264V 10ms4.6、系統(tǒng)延時時間測試：
?
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
THOLD_UP @ AC240V，100% Load4.7、其它重要波形測試：DRAIN（藍色）端、CS（紅色）端波形圖：
AC90/60Hz，100% load
AC115/60Hz，100% load
AC230/50Hz，100% Load
AC264/50Hz，100% load其他波形測試
AC264/50Hz，100% load 輸出肖特基電壓
AC264/50Hz，輸出短路，VDS VCS 波形5、EMI 評估測試測試條件：輸入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；輸出負載50W 8Ω大功率電阻；限值標準參考：EN55013、EN55022B。（輻射測試結(jié)果僅供參考）
AC115V/60Hz 傳導(dǎo)L 相
AC115V/60Hz 傳導(dǎo)N 相
AC230V/50Hz 傳導(dǎo)L 相
AC230V/50Hz 傳導(dǎo)N 相
AC115V/60Hz 輻射測試
AC230V/50Hz 輻射測試
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發(fā)表于 11-24 14:08
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芯片電源適配器
思睿達小妹妹
發(fā)布于 :2023年11月07日 14:57:31
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