电源适配器实现高效率低功耗才是硬道理，这颗IC就能搞定
文章概述
在之前的文章中，我们详细介绍了基于思睿达主推的cr5244_5v2.4a小功率充电器/适配器方案。本文，我们将介绍的是基于思睿达主推的cr5249_18w 电源适配器解决方案。
01、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
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。
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: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。
02、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：
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llk：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：
04、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
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：
ton_delay @ ac100v，100% load
ton_delay @ ac240v，100% load
thold_up @ ac100v，100% load
thold_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
05、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
关于思睿达微电子
思睿达是专注于adc、dac、poe和dc/dc芯片级解决方案的高科技企业，目前同步推广启臣微全系列产品，希望将启臣15年在电源行业这份积淀，这份坚持发扬光大。思睿达同时也可以提供芯片级定制服务。
盛思锐SCD30智能传感器进行室内空气质量监测
如何做到用铜线控制远端负载的电压
基于serialX串口驱动移植freemodbus
Fluke Calibration 5322A 电器安全测试仪具有更好的防泄漏设计
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cr5249
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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。
02、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：
03、样机结构信息
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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
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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llk：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；
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表1 待机功耗
表2 输出100%负载下的输入特性
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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
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：
ton_delay @ ac100v，100% load
ton_delay @ ac240v，100% load
thold_up @ ac100v，100% load
thold_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
05、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
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思睿达是专注于adc、dac、poe和dc/dc芯片级解决方案的高科技企业，目前同步推广启臣微全系列产品，希望将启臣15年在电源行业这份积淀，这份坚持发扬光大。思睿达同时也可以提供芯片级定制服务。
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Fluke Calibration 5322A 电器安全测试仪具有更好的防泄漏设计
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