追求节能与能效平衡！24W电源适配器方案满足您的电力需求

思睿达工业通信芯方案 2024-02-19 293

描述

很多用户对于如何选择一款优质的电源适配器方案感到困惑。在众多品牌中，思睿达24W电源适配器方案凭借其卓越的性能和可靠的质量成为了备受推崇的选择，为用户们带来了更高效、便捷、安全的充电体验。本文将深入分析思睿达24W电源适配器方案的特点和优势，以帮助用户更好地了解和选择适合自己的电源适配器。

01样机介绍

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12V输出的工程样机，控制IC采用了思睿达主推的的CR5169SK。

CR5169SK_12V2A 工程样机示意图关于CR5169SK芯片

CR5169SK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。CR5169SK是一款高集成度、低待机功耗的CCM+PFM混合电流模式PWM控制开关。CR5169SK轻载时会降低频率，最低频率22kHz可避免音频噪声。

特性

● CR5169SK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；● 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；● 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；● CR5169SK还提供VDD电压从8.5V至36.5V更宽的工作范围。

主要特点

● 较低的启动电流 (大约3μA)● 全电压范围待机低于75mW● 满足六级能效标准● 内置软启动减少MOSFET应力● CCM+PFM控制模式● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡● 内建频率抖动功能，降低EMI● 内置65kHz开关频率● 轻载降低工作频率● VDD电压8.5V至36.5V，工作范围更宽● VDD过压保护功能● 内置前沿消隐电路● 内置过温保护● 过载保护● SOP-8L高功率密度绿色封装

基本应用

● AC/DC适配器● PD电源适配器● 充电器● 存储设备电源

典型应用

注意：PCB布板时需留有DRAIN到CS的电容位置。

管脚排列

管脚描述

CR85V25RS芯片● 支持CCM&QR&DCM工作模式；● 内置85V功率MOS管；● 可自供电，支持正端/负端应用；● 精确的外围电路；● VCC欠压保护；● 最大支持150kHz工作频率。

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“OCP、OTP、VDD_OVP、UVLO”等多种保护功能；软启动功能可以减少系统启动时MOSFET的应力，前沿消隐时间简化了系统应用。通过频率抖动和软驱动电路的设计，降低开关噪声，简化了EMI设计，CR5169SK还提供VDD电压从8.5V至36.5V更宽的工作范围。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。

2.1、输入特性

2.2、输出特性

2.3、整机参数

2.4、保护功能测试

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。

3.1、电路原理图及PCB版图

（1）原理图：
（2）PCB 版图：

3.2、变压器绕制工艺

（1）变压器电性及结构示意图：（2）规格参数：1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；2）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 1Min9）成品要求:浸凡立水（3）变压器参数：

3.3、元器件清单

01性能测评

样机性能主要是针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。

4.1、输入特性

本样机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):表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性表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:

4.2、输出特性

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：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。表5 电压纹波测试纹波噪声波形图：Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load Fig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% loadFig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load

4.3、保护功能

以下测试过流保护、短路保护功能。

4.3.1 过流保护：4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A

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1A/uS。AC90V @ 5ms
AC90V @ 10msAC264V @ 5ms 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。TON_DELAY @ AC100V，100% Load TON_DELAY @ AC240V，100% LoadTHOLD_UP @ AC100V，100% Load THOLD_UP @ AC240V，100% LoadVOVER_SHORT @ AC100V，No Load VOVER_SHORT @ AC240V，No Load05其它重要波形测试