小功率适配器方案怎么选才靠谱？推荐一份走心的方案

概述

 

 

本文是基于思睿达主推CR5249的18W电源适配器方案，它是一款高性能的电流控制型PWM开关。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。

 

接下来，就让小编带着大家了解下这个方案吧！

 

 1、样机介绍  该报告是基于能够适用于宽输入电压范围，输出功率18W，恒压输出的电源适配器样机，控制IC采用了思睿达主推的CR5249。 

CR5249_12V1.5A 工程样机示意图 

关于CR5249

   CR5249是一款高性能的电流控制型PWM开关，全电压范围内待机功耗小于75mW，满足能效六标准。为了减少待机功耗和提升效率，CR5249集成了多种工作模式。随着负载的变化，CR5249可以工作在三种不同的模式，并且每种模式都做了优化。当负载很重时，系统工作在传统的PWM（脉冲宽度调制）模式。当负载变轻时，系统进入PFM（脉冲频率调制）模式。在PFM模式下，随着负载的逐渐变轻，开关频率也逐渐的减小。CR5249中独有的频率变换模块可以使开关频率平滑降低而不产生噪声。由于频率的降低，开关损耗也被有效的减小了。当负载继续降低而低于某一设定值时，系统进入PSM（跳频调制）模式。在PSM模式下，一些开关周期被跳过，这些周期内开关管完全关断，因此这种模式可进一步降低待机功耗。在上述的三种工作模式下，都集成了频率抖动功能，来提升系统的EMI特性。 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。 CR5249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），SENSE引脚悬空保护，GATE端箝位，前沿消隐等。 

CR5249芯片特性

   ● CR5249 是DIP8 封装的新型反激功率开关● 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；● 264VAC 输入待机功耗：<75mW；● 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。● 能效满足DOE Ⅵ 和CoC V5_T2 要求 

基本应用

  

• 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

    

引脚描述

    

典型应用

    样机PCBA尺寸：66*39*24mm，是一款全电压实现12V1.5A输出的电源适配器。90VAC满足启动时间的条件下，实现AC264V样机待机功耗仅为72mW；全电压输入时平均效率>86.43%；输出接22AWG1.5米线能够满足最严格的“COC_V5_T2” 能效标准。 样机具有良好的动态负载能力；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。 样机的变压器，采用了EE19W加厚磁芯（PC40材质）。变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。  2、样机特性  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(PCB END)： 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：  3、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BOM： 3.1.1、原理图：  3.1.2、元器件清单： 3.1.3、PCB 布局&布线： PCB 顶层布局 PCB 底层布局 PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺： 3.2.1、电路示意图： 3.2.2、规格参数： 1）骨架：EE19W 磁芯加厚立式（5+5PIN），Ae＝46mm²；2）材质：TDK PC40 或同等材质；3）N1、N2：2UEW 漆包线；N3: 三层绝缘线；4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地5）绝缘胶带：3M900 或同等材质；6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；7）漏感量L_LK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3 V，10kHz）)；8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；9）成品要求：浸凡立水； 3.2.3、变压器参数： 3.2.4、变压器结构图：  4、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。 4.1、输入特性： 本模板经过在不同的输入电压(从90V/60Hz 到264V/50Hz)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 待机功耗 表2 输出100%负载下的输入特性 表3 效率测试（1.5M 22AWG Cable） 表4 效率测试（PCB END） 表5 能效等级评估（1.5M 22AWG Cable） 4.2、输出特性： 4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ PCB END ） 4.2.2、输出电压纹波： 注：纹波及噪声在1.5M 22AWG 处测试，测试端并联0.1uF/50V 的瓷片电容和10uF/50V 电解电容，带宽限制为20MHz。  R&N @ AC90V/60Hz,No Load  R&N @ AC90V/60Hz,100% Load R&N @ AC264V/60Hz,No Load R&N @ AC264V/60Hz,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： 4.3.2、短路保护： 功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。 4.4、系统温升测试 本项测试评估成品样机（含配套塑料外壳）在40℃环境温度下长时间工作时关键器件的稳态温度值。测试条件：输入电压分别为90V~264V，输出电流1.5A。 测试样机及配套外壳 温升测试：(℃) 4.5、动态测试： 输出动态负载电流设置为1.5A 持续5ms/10ms，然后为0A 持续5ms/10ms 并持续循环，上升/下降设置为3A/us。(1.5M 22AWG Cable)  AC90V 5ms  AC90V 10ms AC264V 5ms AC264V 10ms 4.6、系统延时时间测试：  T_{ON_DELAY}  @ AC100V，100% Load  T_{ON_DELAY}  @ AC240V，100% Load T_{HOLD_UP} @ AC100V，100% Load  T_{HOLD_UP} @ AC240V，100% Load 4.7、其它重要波形测试： DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图：  AC90/60Hz，100% load AC115/60Hz，100% load AC230/50Hz，100% Load AC264/50Hz，100% load 其他波形测试 AC264/50Hz，100% load 输出肖特基电压 AC264/50Hz，输出短路，VDS VCS 波形  5、EMI 评估测试  测试条件： 输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；输出负载50W 8Ω大功率电阻；限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考） AC115V/60Hz 传导L 相 AC115V/60Hz 传导N 相 AC230V/50Hz 传导L 相 AC230V/50Hz 传导N 相 AC115V/60Hz 辐射测试 AC230V/50Hz 辐射测试