多重安全防護(hù)，兼顧性能與價(jià)格的12V2.5A電源適配器方案

隨著科技的發(fā)展和生活方式的改變，電子產(chǎn)品已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的一部分。從智能手機(jī)到平板電腦，從筆記本電腦到無線音響，我們對于電子設(shè)備的需求越來越多樣化和高度依賴。然而，不同的電子設(shè)備往往需要不同的電源適配器來提供正確的電力供應(yīng)。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)秀的電源適配器方案變得極為重要。

今天要給大家介紹的是基于思睿達(dá)主推的CR5268TP30W電源適配器方案，能效方面，AC264V輸入典型待機(jī)功耗75mW，輸出使用15mR同步整流，PCB端平均效率>89%，能夠滿足六級能效標(biāo)準(zhǔn)；低紋波，低噪聲，符合相關(guān)EMI規(guī)定。

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樣機(jī)介紹

該測試報(bào)告是基于能適用于AC100~240V 恒壓 12V 輸出的30W電源適配器樣機(jī)，控制 IC采用了思睿達(dá)主推的CR5268TP。CR5268TP_12V2.5A 工程樣機(jī)示意圖

CR5268TP芯片

CR5268TP是一款高集成度、低待機(jī)功耗的CCM+PFM混合電流模式PWM控制開關(guān)。CR5268TP輕載時(shí)會降低頻率，最低頻率22kHz可避免音頻噪聲。CR5268TP提供了完整的保護(hù)功能，如OCP、OTP、VDD_OVP、UVLO等。軟啟動(dòng)功能可以減少系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)MOSFET的應(yīng)力，前沿消隱時(shí)間簡化了系統(tǒng)應(yīng)用。通過頻率抖動(dòng)和軟驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，降低開關(guān)噪聲，簡化了EMI設(shè)計(jì)。CR5268TP提供DIP-7L/DIP-8L的封裝。

特性：●CR5268TP是一款內(nèi)置MOS,高能效CCM+PFM綠色節(jié)能PWM控制器；●內(nèi)置軟啟動(dòng)，減小MOSFET的應(yīng)力，內(nèi)置斜坡補(bǔ)償電路；●固定65kHz開關(guān)頻率，具有頻率抖動(dòng)功能，有良好的EMI特性，開關(guān)頻率平滑變化，低噪聲設(shè)計(jì)；●具有“軟啟動(dòng)、OCP、SCP、OTP、OVP，輸出二極管短路保護(hù)”等自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)功能；DIP-8L封裝四個(gè)引腳散熱；●電路結(jié)構(gòu)簡單、較少的外圍元器件，適用于AC/DC電源適配器?；緫?yīng)用
●電源適配器●充電器●存儲設(shè)備電源
典型應(yīng)用：

管腳排列：

管腳描述：

CR85V15RSA芯片

特性：
●精簡外圍電路，應(yīng)用簡單的同步整流IC，用于CCM、DCM、QR模式；●具有自供電功能，設(shè)計(jì)方便可用于正端、負(fù)端應(yīng)用；●D端85V耐壓，用于輸出5～12V以內(nèi)的應(yīng)用。
CR5268TP是CCM+PFM電流控制模式PWM控制器，是一款高集成度、低功耗的中等功率反激電源控制IC。樣機(jī)PCBA尺寸為：67mm×44mm×25mm，具有較高功率密度。能效方面，AC264V輸入典型待機(jī)功耗75mW，輸出使用15mR同步整流，PCB端平均效率>89%，能夠滿足六級能效標(biāo)準(zhǔn)；低紋波，低噪聲，符合相關(guān)EMI規(guī)定。樣機(jī)的變壓器，采用了EE22加寬磁芯（PC40材質(zhì)），變壓器繞制工藝部分，請見后文詳細(xì)說明。

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樣機(jī)特性

以下表格為工程樣機(jī)的主要特性，具體測試方法在第 4 章節(jié)中有詳細(xì)說明。
2.1 輸入特性：
2.2 輸出特性(PCB END)：
2.3 整機(jī)參數(shù)：
2.4 保護(hù)功能測試：

2.5 工作環(huán)境：

2.6 測試儀器：

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樣機(jī)結(jié)構(gòu)信息

本小節(jié)展示了工程樣機(jī)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&布線
PCB底層布局&布線注：L×W:67mm×44mm
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：EE22 加厚加寬立式（5+2PIN）,Ae＝58mm2；2）材質(zhì)：TDK PC40 或同等材質(zhì)；3）絕緣膠帶:3M900 或同等材質(zhì)；4）初級繞組感量Lp：680uH±5%（測試條件：0.3V，10kHz）；5）漏感量LLK：要求控制在初級繞組的5%以內(nèi)(測試條件：0.3V，10kHz)；6）耐壓測試= 3KV 5mA 1Min；7）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)示意圖：

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性能測評

本小節(jié)對工程樣機(jī)的輸入部分、輸出部分、各種保護(hù)以及一些時(shí)序進(jìn)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(xiàng)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(fù)載條件（空載和滿載）下測試，得到待機(jī)功耗、效率及平均效率。
表1待機(jī)功耗
表 2 輸出 100%負(fù)載下的輸入特性
表 4 效率測試（PCB END）
表 5 能效等級評估（PCB END）
4.2 輸出特性：4.2.1 線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率: （pcb end）

4.2.2 輸出電壓紋波：
注：紋波及噪聲在PCB輸出端用10cm導(dǎo)線，并聯(lián)0.1uF/50V瓷片電容和10uF/50V電解電容，帶寬限制為20MHz進(jìn)行測試。
R&N @ AC90V/60Hz,No Load?
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
4.3 保護(hù)功能：
以下涉及過流保護(hù)、短路保護(hù)的測試。
4.3.1 過流保護(hù)

4.3.2 短路保護(hù)：
功率計(jì)電流量程2.5A，開啟平均值模式測量。
4.4 系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間測試：TON_DELAY @ AC100V，100% Load
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
THOLD_UP?@ AC240V，100% Load
VOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load
VOVER_SHOOT?@ AC240V，100% Load
4.5 動(dòng)態(tài)測試：
注：輸出動(dòng)態(tài)負(fù)載電流設(shè)置為2.5A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5A/us。
AC100V/60Hz 5ms
AC240V/50Hz 5ms
AC100V/60Hz 10ms
AC240V/50Hz 10ms
4.6 老化溫度評估：
在 40℃環(huán)境下，滿載輸出測試結(jié)果：單位℃
4.7 其它重要波形測試：
DRAIN端（紅色）、CS端（淺藍(lán)色）波形圖：
AC90/60Hz，100% load
AC115/60Hz，100% load
AC230/50Hz，100% Load
AC264/50Hz，100% load
AC264/50Hz 啟動(dòng) mos 電壓應(yīng)力 566V
AC264/50Hz 同步整流電壓應(yīng)力 62V
4.8 EMI 評估測試：
輸入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；輸出負(fù)載：水泥電阻；
限值標(biāo)準(zhǔn)參考：EN55013、EN55022B。（輻射測試結(jié)果僅供參考）
AC115V/60Hz L相
AC115V/60Hz N相
AC230V/50Hz L 相
AC230V/50Hz N 相
AC115V/60Hz 輻射