有了这款国产电源芯片，让这个12W电源适配器方案脱颖而出

思睿达小妹妹

$ I4 W$ r5 k) j( Q7 i/ M7 X* ~: v
在上一篇文章中，主要介绍了基于思睿达主推的CR5215SG+CR40V20RSA 12W充电器方案。接下来，我们将介绍下12W电源适配器方案，该方案是一款基于思睿达主推的CR5216SG设计的，全电压实现无Y电容12V1A输出的适配器。那么，它又有哪些特点呢？

1、样机介绍

! R0 n; F7 t9 y9 s7 z" M$ `' ^该测试报告基于宽输入电压范围的输出为功率12W恒压输出的适配器样机，控制IC采用了思睿达主推的CR5216SG。
0 P1 O- V; m% [" J2 Z* v
7 [' v) Y: t  y

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

' U; V9 A* R4 \- wCR5216SG

1 \! a' @2 X1 w. [CR5216SG是一款应用于小功率AC/DC充电器和电源适配器的高性能离线式脉宽调制控制器。该芯片采用原边检测和调整的拓扑结构，因此在应用时无需TL431和光耦。芯片内置恒流/恒压两种控制方式。

在恒流控制时，最大输出电流和输出功率可以通过CS引脚的限流电阻RCS设定。在恒压控制时，内置恒压采样电路以及高精度的误差比较器基准电压保证了芯 片的高性能和高精度。此外，内置线损补偿电路保证了从空载到满载条件下输出电 压精度。芯片还具有极低的静态工作电流， 芯片待机功耗低于75mW。
; j# L3 i7 \; @. {8 {
CR5216SG针对各种情况设计了一系列完善的保护措施，包括逐周期峰值电流限 制、VDD 过压保护、FB 开路保护、输出 短路保护、前沿消隐、过温保护、电源钳 位和欠压锁定功能。在FB上拉电阻开路，FB下拉电阻短路，输出二极管开路或者短 路，变压器绕组短路，CS 引脚电阻开路等故障条件下都能有效保护，使得芯片具有更高的可靠性。
: r4 ]( }$ n3 H$ G
0 m) ^3 a& v; n& n* v# O% z$ }4 D芯片特性

● 低启动电流

# z& h7 Z% q3 b7 v7 B. H6 L6 I● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
6 A+ E- B0 _! S9 y$ o
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

● 动态负载响应功能
% T; L( k7 I' h$ W3 {& x; ?, L
● 可编程CC/CV模式控制
2 B5 k8 p# w/ U. F, I
$ H  y, A* r; }" u* l! e# R● 高能效QR控制模式
/ Y" V% o% y5 J* r2 x6 `2 S
● 内置初级电感量偏差补偿功能

; d! a  v9 s( H& e● 内置输出线电压补偿功功能
) h5 T0 \; d) _. G6 }% O% l
● 内置全电压功率自适应补偿功能

● 无音频噪音控制技术
& |6 b- e/ w4 X3 S* n: b
: L. }" P7 }# w; P0 p, A● VDD端过压、欠压保护功能

4 U+ y2 r9 ~! X- T* b1 @● VDD端钳位电路
5 d0 T5 F! e* k) F% \
● 内置输出过压保护功能
! A% p+ }/ d6 b2 U( s. a) m
● 内置FB开路、短路保护功能

● 内置输出二极管开路、短路保护功能

0 @2 @7 F9 ?6 U3 K" e* o8 v& U● 内置前沿消隐电路

● 逐周期电流限制

2 {0 ^- s( z" B: i1 u5 {0 W● 过载保护功能

● 过温保护功能
  [6 e4 p9 l2 |/ o' O  ]0 [
● SOP-8L绿色封装
3 C9 w' {$ T. q  f) @
基本应用

● 小功率电源适配器
. b3 m1 d3 ~& M! p3 {& a4 }$ f
● 蜂窝电话充电器
' V) B9 A+ N7 k) A+ T
; T/ Z( Q2 M: J. k, I! E1 {; v0 V● 圣诞灯、LED驱动器

8 W* T7 U9 j5 b" R4 n9 i● 替代线性调整器和RCC

1 e  u7 z8 ]2 P" N, N典型应用

0 ?; n( O6 e* s: W4 e4 c

管脚排列

管脚描述
6 B4 `. T! h: Z# D% z; X( a  _
0 Q# I5 h# _6 S9 s8 u4 }4 k/ C4 W

8 r/ B9 u' s  L  X; h
3 X. P2 c6 ^; G1 F  d该样机是一款基于CR5216SG设计的，全电压实现无Y电容12V1A输出的适配器。AC90V满足启动时间的条件下，实现AC230V样机待机功耗<43mW；典型输入电压时平均效率>84.3%；能够满足最严格的能效标准“COC_T2”；全电压可实现±5%的CV输出精度。
8 ~6 W8 M) W# ]0 N
样机尺寸：长宽高54*35*20mm，样机具有“软启动、OCP、SCP、OVP、FB开路/短路保护、OTP自动恢复、输出二极管开路/短路保护功能”等多种保护功能。

# z7 @" P; ~8 C! G- k5 K5 g样机的变压器，采用了EE16加宽磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
/ Y0 \* U- }" i+ J, F$ P! \6 M
# x2 E- m2 D% L0 F- v: r+ U2、样机特性
, L. X1 N$ z1 M. i7 V
( z9 }' C4 K$ \3 i0 M2 S# _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。
4 q& m: k+ F4 z. l
2 ]. c6 o8 [/ x( A. P  O- c4 `2.1、输入特性：
: V) j8 A4 c2 V/ L

2.2、输出特性(Line END)：

+ q3 c( s8 T6 [2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
8 y& J; R# e3 H" e

2.5、工作环境：
7 z! N3 s# v- x/ ?

; N7 N! A: o/ k7 v  \/ W  j: M2.6、测试仪器：
# y. \/ ^# @" ]! O8 u

; D' n  o5 o% O  M3、样机结构信息
* ~2 J8 M9 A4 u7 y
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。

1 m* G( ~$ H! D& h, x3.1、电路原理图及BOM：

  B4 M- O4 w7 O3.1.1、原理图：
. Q1 [; b/ \$ e0 }% Z$ [: s2 z

3.1.2、元器件清单：
0 C' R: j; k! I
5 W; F. W! }5 e9 x$ b# N1 c9 u

3.1.3、PCB布线：
- ^' C% P2 z1 y& P- s( U) F/ ^
$ I+ I/ R1 K1 K. Y

PCB顶层布局

' W  u: V: \& _2 I7 ]

PCB底层走线

3.2、变压器绕制工艺：

; m1 u+ t2 e& F8 e( t3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

( \. c/ C3 \- T7 s3 i) C

2 r# C7 A% K8 l/ t/ b+ x

3.2.2、规格参数：
2 R9 v% e6 ~* z1 A
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2）材质：TDK PC40或同等材质；
$ j9 W( q. m  n2 u. G3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
4）N3：三层绝缘线；
$ H! R. R# F" l6 L5 u5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
& @6 D+ ~: [, ?/ W- M+ F7 H7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz）)
% ?& ?+ x8 z" E8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

3.2.3、变压器参数：

( ~6 a  X- X) i& v0 d4、性能测评
. t, U6 I3 N# [6 \
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：
, |. e2 a, ?) w0 j7 ?( p) f* w
" I. q" u( V" f. {+ c! _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。
4 [: _; A  T* Q) D/ j
$ ]. G" ^  g8 \3 {) p8 V/ e) ]表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)

* l7 v+ q! G# Y; |表2、输出100%负载下的输入特性

" ^8 m* S6 I* d: x; Q8 p* @# U表3、效率测试（PCB END）

表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）

4.2、输出特性：

4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
: o2 _( P; ^3 s. i. ~7 [6 C1 }" V

$ s( T  k8 U+ w. ]4.2.2、输出电压纹波：
8 p* J" l8 a, [, w7 _. A! ?& y
注：纹波及噪音在线端测试，同时PCB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/50Hz,No Load

2 Z  B1 j4 V( p0 E, `9 L8 Q% J: p

R&N @ AC264V/50Hz,100% Load

8 N% f$ w: u) M8 e. o- Z8 |* V/ e4.2.3、输出恒流特性：

; h8 z; L' e- P/ D$ z5 {2 z

2 Q& S7 N# s9 u# ?- U3 |4.3、保护功能：
5 l6 J6 X: e2 N3 f6 h7 Z
: A) }2 l2 f5 R注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
8 c# F+ m- k  `9 x& f
+ j% l- E% N6 I- Q6 O4.3.1、过流保护：
8 m! ]: d* f) g* n. ~

& T# B+ E1 @) B# H4.3.2、短路保护：
- |7 u! d! v, Y0 Y2 Q! t

4.4、动态测试：
4 \5 t: z% @8 c4 b
6 L* M. e2 _4 {  j. z$ ]& a" E注：输出动态负载电流设置为1A持续5/10ms，然后为0A持续5/10ms并持续循环，上升/下降设置为3A/us。
' y7 z! b" U# a- q+ J3 j1 R% e
. P; g7 l$ t: W

  m% c; e' k" A0 ^/ p" F

AC90V @ 5ms

! O9 M$ a4 A8 I

AC90V @ 10ms

3 ?7 }) D! G. C' [

AC264V @ 5ms

# s( Z- H8 m- v. E

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

2 A1 x7 m3 P( z, I$ R0 V4 ]注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

- R8 ]/ _2 W( d2 M  N/ h( E7 _

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

+ M- Q  |; z1 I2 R; A. m- |6 i

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

; h& U" [9 q* W; a5 C$ k: v6 `+ n

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

  C, f* d$ [( {$ Q& L) m2 `

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

9 K8 @  t! |* l6 ^

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

3 Y' n8 _3 R. ^! ^- J0 `4.6、其它重要波形测试：

' @' z% V+ Z) F) ]注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
. x2 i* J9 d% ?, ~
$ V, T7 [) s7 j0 c

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

2 M3 Z8 }- q! X9 x. \. H4 A

AC230/50Hz，100% Load

7 t& Y, F' i1 p

AC264/50Hz，100% load

- U. P) r9 ^; a

AC264/50Hz，Output Short

AC264/50Hz 输出肖特基电压

* i* A$ Z0 I" M, v" X! r4.7、系统温升测试
/ r/ ~& G8 _: F: n  X- f
, q0 e0 g: @4 F9 M1 ?; \, i" V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1A。

% J9 V& ?% A2 q, a" I$ }

测试样机及配套外壳

# O' |. S( K# p7 {. n# C, ?温升测试：(℃)
) x- T" p6 ?0 P5 |

5、EMI 评估测试

测试条件：
3 j% d( N8 c4 Y  T
输入：AC230V/50Hz；
' Z& E7 C5 a! R: W/ X! w输出负载：12Ω/50W；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
5 H$ V+ @1 {2 r: O' T6 ^
1 c' ?' S! k0 l

AC230V/50Hz 传导L 相

AC230V/50Hz 传导N 相

: O4 y; ^+ w1 y. p. t& n; j

AC230V/50Hz 辐射测试

; }& [  A- J' l6 h" W7 Z! |