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

" q8 `7 Y0 N4 h: M( @" [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 O( U/ u) F- w. g
1、样机介绍

6 ^/ R" L- X7 O* @" J) t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

CR5216SG

6 g+ P. H% j9 G" M/ VCR5216SG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。
* x1 k8 z9 p# ~* o1 n( H! C' ^' J$ b2 g
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。
% z. H" y) S9 _* W, y
( G# F9 H7 A+ @' `: sCR5216SG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。

) z: I% l! Q3 O+ K, b1 t1 `芯片特性
) R  W: O- }3 w1 `4 a% \
● 低启动电流
8 O8 d: g  O/ u, ~8 z/ e
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
1 B3 a2 p1 N5 s* O, T  r$ h
# F- T; c$ E2 @, j% g. q9 x● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

● 动态负载响应功能
" q4 r* @- k* x/ o" q, d+ j  U+ [
● 可编程CC/CV模式控制

● 高能效QR控制模式
- h% W. c& B) b% U# L2 Y/ c
● 内置初级电感量偏差补偿功能

● 内置输出线电压补偿功功能

● 内置全电压功率自适应补偿功能

6 }* y8 o0 W' _● 无音频噪音控制技术

( }5 X. C; J- m2 i$ b4 X" Y% {● VDD端过压、欠压保护功能
& Y8 p# \7 \. ]+ r: o+ U) W/ K
$ N! P6 Y; ]+ ^● VDD端钳位电路
$ N, t3 B! O& F% E% w) A- ~; X& R
2 J" X# ^3 E) d9 T# g- y: Q5 t! d6 m● 内置输出过压保护功能
* m1 t) S% V6 U* Q* I  U
# R2 N+ _/ b$ {● 内置FB开路、短路保护功能
# s" H1 X6 F+ G& _) G
● 内置输出二极管开路、短路保护功能

● 内置前沿消隐电路

● 逐周期电流限制

● 过载保护功能
3 j" {5 |# f# \/ B3 N8 u& \" L
● 过温保护功能
6 p& G+ t9 F1 t  y  V
; @! u* u$ t, e5 o  e- T! t● SOP-8L绿色封装

基本应用
( y4 j3 E, J+ R( K, ?4 ?% X, |
● 小功率电源适配器

● 蜂窝电话充电器
2 q( x: |$ l, [+ e( _- z' p
4 p& D6 ]# d6 `+ D2 ]● 圣诞灯、LED驱动器

( k( B$ f9 d+ A1 P* Y● 替代线性调整器和RCC
/ |6 f  T( C$ J. T& @6 o
3 Y; c8 {. |  J典型应用

% _+ d0 U! Q8 G# V  C: R

管脚排列

管脚描述
4 i2 U: N+ Z8 \4 ~8 r. b

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。
2 a! D0 X1 C$ S0 K
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。

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 Y' o$ U; K. V4 K- M
  t+ X& }5 B* K- A3 d2、样机特性
: K7 g, s: K7 O* Q* r; z; B0 N  o
$ d7 `8 h6 H4 g" q% c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。
. H# Y/ a4 W: |) E2 E. D
. B& Y' t4 e/ \1 S% W/ v3 ]+ G2.1、输入特性：

2.2、输出特性(Line END)：
; L/ i8 n8 z2 b0 j- f, q; A

6 a( @0 {* {( u2.3、整机参数：

+ V3 j  X/ Z5 z6 |2.4、保护功能测试：

% p2 x8 m; H* G1 q- ?) s  e# ^2.5、工作环境：
8 Y" m( N; l1 N

1 V- |3 K! O1 \) U* X2.6、测试仪器：

/ f: N  G) q) f1 M# y3、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。
# @! l, T9 y- N/ h; b- y
3.1、电路原理图及BOM：

( m" D9 E* i% C3.1.1、原理图：
8 y# b$ F) Y4 Y

% V, Z/ I" n+ l* E. @8 T- p2 t3.1.2、元器件清单：
: {2 x3 p1 P8 t1 I5 Z- A: n

1 b% ^+ A  k7 ?$ q; \# B) F" j5 l3.1.3、PCB布线：
& |+ q: Z/ J% b# k$ Q0 [* p

PCB顶层布局

PCB底层走线

9 U0 o! t8 Q  L/ ?3.2、变压器绕制工艺：

9 F3 ~0 y4 J# L9 o$ T& V! G5 N) n3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

, r* d$ d" r7 A  P

/ g8 m1 A! {; e# _

0 F  M' a/ f) a& w* G3.2.2、规格参数：
" r: X! ]9 v$ _
! ^8 t- e" s2 \8 O1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2）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；
5）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）；
& C+ R1 G- j' A5 y7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz）)
8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
6 J# @  R2 G8 Q! H9）成品要求:浸凡立水

3.2.3、变压器参数：
" @1 P' l+ Q1 i9 `; S
3 H! v8 r3 W6 ^+ c3 l

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。
! A9 ?4 U1 F+ z1 H, i7 i1 R
6 a/ H( B" e! d1 w4.1、输入特性：
/ P" X, B. h. w1 H7 j! K5 O$ @
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(输出含有假负载9.1KΩ)

* F6 U1 E9 b2 p" W9 N
. k* c; S  S% s  @2 E  @表2、输出100%负载下的输入特性

- }- B' ^1 F2 N9 R5 R表3、效率测试（PCB END）
+ L9 A7 c' H1 w: L

  A4 E. B' _2 {% |! }2 f; @2 X5 n表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
- Y% u" {( s4 `

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）：

4.2.2、输出电压纹波：

5 G+ B: x3 I  j" U# \- ^7 U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。
2 R( E) O9 M( m) C! @# |/ X: o

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

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

& h9 n# O" Q: C) u5 b/ x4.2.3、输出恒流特性：
" E5 p( a  v  D
  K) F& R7 H0 P7 \; x% O

4.3、保护功能：

注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

1 x  o  E* [4 G& U4 S4.3.1、过流保护：
' V+ @, }: g% n7 v0 x* T0 B  t

, Q. Y. Z6 q$ \3 H4.3.2、短路保护：
9 l% m* c$ r/ n: F- z4 q% m( ?. P

0 T# k0 I  q! D4.4、动态测试：

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。
6 D. B7 m+ ?, e1 T

AC90V @ 5ms

' m1 |- c! l; b; F

AC90V @ 10ms

9 A! i* f% A8 x6 a& ~

AC264V @ 5ms

0 s8 T: F+ S0 j7 ?' w" G

AC264V @ 10ms

& _* y2 _& e  F- Y& ]+ g4.5、系统延时时间测试：
! y6 R8 k+ `& I% ]7 o
注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
  s' L; a) x9 ]; p
8 `6 e( B4 T, s; l: `

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

* N- b5 |# u$ y7 s: g5 H! {! n7 k

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

2 ~" I0 k* J+ o

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

, ^* J2 |: {; \4 Q, X* i2 }2 J

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

4.6、其它重要波形测试：
5 X0 C' J) V/ F$ G& Y
注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

. R4 X% A/ w& Z1 j

AC230/50Hz，100% Load

  Z! ?; z/ v8 |! m) \' C

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

4 }+ w4 q1 P6 r$ a* m% y& T

AC264/50Hz 输出肖特基电压

9 J) L; p9 {. F( `8 d' z! e" \. s8 O4.7、系统温升测试

. L! X2 |6 |+ d3 Q6 E# o0 l8 a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。
: ^& B" O4 m( ?/ g" {8 L
7 x0 B5 ]% z# Z2 ~

测试样机及配套外壳

温升测试：(℃)

# a, G7 S: [0 Q/ o- M( ?+ D
5、EMI 评估测试
% x" r! n3 g2 L" I/ @4 ~! |. d( A
+ j1 H1 ]+ X  R) _% o测试条件：

输入：AC230V/50Hz；
0 G& z; M+ D) o+ `输出负载：12Ω/50W；
8 v/ L" g/ e: C& i% u$ f限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V/50Hz 传导L 相

+ b! W( W0 F) e4 }9 Q

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试