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 j0 }  r/ f* S( n8 U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
0 `* Y: |! Q  r; g- U: v+ j
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。

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

! b+ U% T+ t; U7 _CR5216SG
" ~; z. j$ S% g6 C5 L5 p
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。
- r! j2 I, h: P5 x- G
( \0 Q5 S3 g; s, D6 B; ]$ l0 W, M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。

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。
8 D, Z. k# ?7 j3 }( z2 |8 n1 w
) [# `+ t4 Q6 \2 F( X芯片特性

● 低启动电流

$ N6 B0 B, M# E1 [8 Q: a# m" }● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
# V# B% u5 G. a3 E4 `  f( C& {
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

● 动态负载响应功能
) n4 G, J3 a# d0 y* k: Q
2 x% W7 M) n) @6 M3 s● 可编程CC/CV模式控制

% Z/ g* x8 g1 @3 j● 高能效QR控制模式

● 内置初级电感量偏差补偿功能

9 j, a: R7 p' q- F. R+ ~4 v8 f● 内置输出线电压补偿功功能
% N* W4 b: D# z4 {8 s
● 内置全电压功率自适应补偿功能
- p2 E9 I" g1 P" O, ~
● 无音频噪音控制技术
$ V- n* ~2 }$ m/ q
● VDD端过压、欠压保护功能

  |8 A$ D' ^1 C/ \$ H7 E# B0 _● VDD端钳位电路

# C& L2 B* u8 X- z● 内置输出过压保护功能

' R# C  o1 Y+ U( i0 x" n- h! w● 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

1 w/ M- D- J& x. o# i● 内置前沿消隐电路
" t" t$ K2 P% W: J
● 逐周期电流限制

2 U) h: U6 A* Z6 b" w) A4 G$ g● 过载保护功能

/ s$ Q$ t" p2 P  v4 {● 过温保护功能
/ N0 v, q$ Z  b4 [) s# Y- S
● SOP-8L绿色封装
  h" w1 H$ W' _" j- R; b, J1 m0 [
& X& L, _) Z8 J6 \7 v; \1 _5 `基本应用

● 小功率电源适配器

● 蜂窝电话充电器

● 圣诞灯、LED驱动器
( u+ G4 q5 z( D$ g5 H! p: U( ^! y
# v+ D8 P  k: n+ A8 Z● 替代线性调整器和RCC

7 q& k  o  F, \5 _8 V/ m典型应用
- l: p, c6 ]0 p, M, y6 m5 I
, x- C) q3 o6 {. X8 F9 r

管脚排列

管脚描述

' b+ J3 }% W6 y% T

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。

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。

! }1 w/ @" l; S+ ^# l8 S8 ^, {2 H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。
7 v+ I# O  q: t8 o# ~% U; M. r
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：

8 |9 H) }" P$ P7 ?0 G5 K9 A2.2、输出特性(Line END)：
* L) p# u4 C# ]! t9 u

2.3、整机参数：
- y! r+ A( W7 r: N

2.4、保护功能测试：
' u% I& X! S/ m% R2 e

0 Q3 ?5 v: s- I0 G! c2.5、工作环境：

2.6、测试仪器：

* G" ]6 p8 [# X1 {1 J/ l7 [3、样机结构信息

. j) N( E5 h7 T5 W! |7 q  f$ @8 g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。

! i  d/ f' D  r8 G. i- v$ B3.1、电路原理图及BOM：
3 G5 X6 v# X% L$ y. a6 t
3.1.1、原理图：

# i+ \5 x1 p& g9 r) [3 h: w8 J3.1.2、元器件清单：
- d1 i9 X" E7 ~! w! t2 Z( c  z
7 z6 m7 I) C* q) o3 C, G

3.1.3、PCB布线：

3 ]6 G$ ]2 s6 c" o6 [

PCB顶层布局

4 S4 W7 ]$ e, M% n, I% N- {8 b" R5 f

PCB底层走线

3.2、变压器绕制工艺：
7 v0 x) p* W: l( a$ T. ?0 H: _
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
9 I6 T7 N8 G% M+ i) A( l) g, P

- z0 D5 _/ I4 u$ b

. ]5 @' k; w" Z, D2 n8 b7 W3.2.2、规格参数：
" m% U, ^( n  c
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
- ~# ~! T" i6 ^/ a/ m2）材质：TDK PC40或同等材质；
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
4）N3：三层绝缘线；
+ m/ X9 c/ N3 h# x. X5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
! m6 w% L  x3 Q8 \3 `7 w1 n# v6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
" w" c( r9 ]1 N1 u  d2 w7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz）)
! n: }2 S5 P; v. D7 d. q+ f6 h8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
( X! E- P) [$ ?0 @  b
3.2.3、变压器参数：

# r, U4 B0 k" d8 S2 @) ^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。
* f2 ?3 y& @$ D9 Y) j" v
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。
& a# Y6 R5 u6 Z8 B
表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)
, e' ~) y* m5 ?8 |. ^+ m# m

2 _0 q8 M  O8 b- Q6 _" ^, `表2、输出100%负载下的输入特性

表3、效率测试（PCB END）

表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
9 d& r  D* k# d1 C" l# }

$ z7 F% f& i; c6 q/ _4.2、输出特性：
6 E/ a* B' w5 }8 E! z1 c* {$ g/ R
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：

4.2.2、输出电压纹波：

3 ^& ?5 x+ P: j# |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。

! }( h* o$ U- |, ?9 j: a1 s

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

R&N @ AC90V/60Hz,100% Load

# @4 l% ~) z+ d9 t3 e6 T; M  o

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

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

4.2.3、输出恒流特性：

9 \) p$ H( T& X, P  v" B

! X- h9 e0 A" _% n4 h4.3、保护功能：

: D. F$ ?- k# v# s* G注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
3 {% z* U. s0 @: c6 O; f. H
4.3.1、过流保护：
+ k- A1 `& c! K2 K; K

4.3.2、短路保护：
, X9 V& q  `1 ~# O, N' {

, v; o* r1 [; t3 E; [4.4、动态测试：
/ f$ Y# ?: F9 S; A
( n8 a/ u* p7 m- D+ h* w# ]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。
. j5 q. ]2 u, \8 }2 K

AC90V @ 5ms

% Y$ T/ }5 ]% w3 u6 c; Z5 \

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

5 l9 X$ Q# c% F9 m2 g5 f/ E

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
, I4 g4 Q/ M$ ^! i
0 z' ~, I1 `& X3 M+ U+ a$ ^% C注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

9 P0 r) {4 z; k) u- D

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

/ J, }! S' H; Z5 r+ h1 t6 M0 K

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

9 g& D; [) r( e) Z) I  Z

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

# s# D) R3 [& v0 @" y6 v9 N

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

& M; R  l+ A" N# S0 h+ v& M' Z4.6、其它重要波形测试：
6 L, H# [/ v0 p8 E3 `6 S
注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。

* [! T1 i! q2 J, L+ G8 n; [- E

AC90/60Hz，100% Load

0 c7 [% b$ I7 g9 Z+ x$ B8 F; h2 |1 _

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

+ V5 N5 F. L8 m2 J7 u- R3 r/ |0 w% g

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

AC264/50Hz 输出肖特基电压

4.7、系统温升测试
2 n: G9 w5 G5 Q  G. u
5 U3 O! Z4 q- z3 o+ H* K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。

' {1 ]: k6 N2 k; \- s

测试样机及配套外壳

' ^$ g, y# S: T+ M6 r* j温升测试：(℃)
3 y* C* C, c% o+ D' o

& }8 i$ ?; G) i/ y* F5、EMI 评估测试

# w& b4 o; C1 ?: f% b测试条件：
6 m6 d: K7 `; S  y% \! y
输入：AC230V/50Hz；
/ C8 G* U: A6 ]7 W) ]" }/ R输出负载：12Ω/50W；
* b& J* a2 v$ y( c0 K% s7 v% [限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V/50Hz 传导L 相

( K+ W5 S. v8 x4 R% |7 A3 G

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试

7 H8 b* X8 ?- r$ D2 [