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

5 \- o5 S, j* B' E# [( E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？
' n+ x5 g$ j; w+ o; o  u/ U9 `
* t. T, C0 F; h5 O" L" w1、样机介绍
  E9 w* R: f4 }) p' X" K8 I
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。
! ~: W" T# Z) f6 z9 K, ^+ K

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

. o8 }: W* I  ~  U' l. C% q" CCR5216SG

: r9 |3 t% U- J, FCR5216SG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。

4 t' \! j4 T+ `2 l- o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。

2 a( q/ m( ~5 P; X7 k; v9 R7 i# VCR5216SG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。

芯片特性

● 低启动电流
5 H5 k1 R+ R5 t8 `( {
0 V$ u* W! V$ T1 j6 H● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%

( c; P' ~; \3 Y6 ?: J2 X● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
" z" P: C9 A: P( y) ~; F& r
# }' `! ]; u2 F9 ?- g9 d; {; K' @● 动态负载响应功能

, \6 }) k* n; ?% R7 e● 可编程CC/CV模式控制

● 高能效QR控制模式
. E; r) G  e. ?/ X/ r% q
● 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
, _( N. W' b4 X! J: r
● 无音频噪音控制技术
6 D) z( g: V, d% V' t! q1 @6 @4 ]
● VDD端过压、欠压保护功能
; \& o9 \: }" K3 b: H, ?
● VDD端钳位电路
7 P' d) @" h  I
● 内置输出过压保护功能

● 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

! q) ]4 d" y8 g8 r● 内置前沿消隐电路
! J9 m, d0 w4 _  d6 J- o
● 逐周期电流限制
  w. {  s  X4 Z( ^
% S! D; b% J/ g2 q0 b9 P9 N1 ]! Z● 过载保护功能

, ^$ ]( Z( L/ {2 T● 过温保护功能

● SOP-8L绿色封装
+ \& X  l0 X0 `5 I4 `
) W7 ^: s/ q" V8 Z5 a基本应用

● 小功率电源适配器

$ s) }$ A0 ~2 h" H0 L. J● 蜂窝电话充电器
! L, L6 ^- j8 X- P4 G1 D5 X
' L3 N, \' O1 ~" E* D$ A● 圣诞灯、LED驱动器

% m1 U3 t( p# a7 P  d* P: ]● 替代线性调整器和RCC
' ^0 Q2 w1 G% |8 Z# M
典型应用
, U) w& n4 v% h' D0 K; m

管脚排列
$ y; E% i, z7 V6 i, Y9 [- x

管脚描述

% @. [8 J- ]- ~& w/ ]

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。
8 O1 |; w* N4 q: O& o7 W
1 S: n" Z( }- _' w/ u! Z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。
' c' _8 c; n2 S1 T' z) B
2、样机特性

- x; w% @: o7 T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。
: j0 C: U& ^5 x; w% d) g
, \, u) W( }1 f$ d9 C1 j; L2.1、输入特性：

( U$ @5 J& N# H# C' x& U0 Z7 H2.2、输出特性(Line END)：

/ s. G5 }& q) N+ z3 D& @5 q2.3、整机参数：

' ?6 b& ?3 V8 {2 m9 n2 ]( |2.4、保护功能测试：
/ L+ Y4 ?9 O0 s* K

2.5、工作环境：
  _7 y; r8 R* A

/ T" y. n& c. {) r2.6、测试仪器：

% O' q/ {% v0 Z4 h- A& P' ]$ u# \3、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布线：
9 V$ d9 }' K% n% j! V
( M9 R3 j& b+ y% Y5 q1 c5 Y" M# Y4 b% C( [

PCB顶层布局

- t: ]! c  T& S

PCB底层走线

3.2、变压器绕制工艺：
: V+ _5 @: V* R! h
7 q/ ?. x6 i3 N/ z, t: I7 q3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

3.2.2、规格参数：

8 R  `6 |$ K- M4 k$ T6 e# M! O1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
( o2 X; c% ?' P* p$ b. H2）材质：TDK PC40或同等材质；
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
! O/ K' F+ C  R' l5 Q* }; @4 \4）N3：三层绝缘线；
! {' K, z9 J! Y6 J& c* X/ f8 t5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
3 {, y& q: j& J. N6 [+ _6）初级绕组感量Lp：1.25mH±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：0.3V，10kHz）)
2 R! t2 ?; h, l0 }7 s5 w( u/ _8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
: O; ^6 G$ e- v* L1 l8 K9）成品要求:浸凡立水
/ W/ T* ~1 Y  @( O% @4 o
3.2.3、变压器参数：

4、性能测评
+ f7 R- {& k" e2 E4 y
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。

8 I# r- {# @- f2 d: F; \4.1、输入特性：
- c1 M/ F8 u6 ?+ G) a* u  d# V
, c4 N: {# P  ^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。
; Y$ ]# n# f, A, r9 g
7 z8 Q7 I6 c# W9 G) d+ F, W表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)

) s' ]# [6 q0 d9 w8 m& R
表2、输出100%负载下的输入特性

' H" T8 w( A4 L" X" h# h! k表3、效率测试（PCB END）
  @8 X, z, |7 h0 R" H5 ~

表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）

+ M* D- F7 f9 f) V) O/ c4.2、输出特性：

# ?' `' \8 l$ a2 w4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
# D6 O; {( C! m# K4 b. c2 F& j

4.2.2、输出电压纹波：

9 f! k7 ^% S: C5 e. j* k4 A9 D: z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。
3 }3 Q7 q. e, o4 ]. d- n
. b/ O! \' U8 J7 d; j# [

& F- y+ A6 F- @& I# \

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

1 b& P, b3 s7 V- `# M0 x8 a

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

- R) d1 D  Q* V/ L# H

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

4 z: G* v; R' w) V2 @) P4.2.3、输出恒流特性：

& j. D$ u# b* D: [& L' C& ~% o' N9 [4.3、保护功能：

) J: V$ P) ?- i5 R3 `注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：

. s( N" Q2 V* f4.3.2、短路保护：

4.4、动态测试：
) F) y* R$ Q: L6 t* N9 |1 Y: A0 `
4 h" X$ k* \" H6 L$ n1 l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。
: N: C6 Z( o0 u+ |
) Y0 A: M% o! \5 Y( J

* \; T# R) p1 P; ]2 ?, Z8 C6 \" ?

AC90V @ 5ms

: ^3 @5 {7 }/ Q1 v7 a

AC90V @ 10ms

8 A, x; O$ J5 N

AC264V @ 5ms

: [, Q0 |9 k8 B$ r

AC264V @ 10ms

3 c" H: r1 y  u6 ?0 V4.5、系统延时时间测试：

* _9 s% x5 L: c- t* h  f# b注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

, N1 s* I/ ?& a2 _0 b  |! \

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

* ^4 u) N6 U: f

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

& M# z' [- S# M' o

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

2 K% w9 L5 `  w7 d1 c2 ?

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

6 J) t4 F9 \) _2 b' n5 J5 m& b' ?' _! r4.6、其它重要波形测试：

# i5 a8 Y# g, [4 b注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
* Z% n7 |6 W& n; a/ V

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

) |; [( L+ C+ g! G% v6 P. [4 f9 H

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

- h# o0 c" U, A

AC264/50Hz 输出肖特基电压

4.7、系统温升测试
6 ]. p9 h  Q$ S9 f# M
4 O! L, f" z' r) O( z+ W& @" 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。

. d8 I0 ]! {% m6 D& [( R6 n

测试样机及配套外壳

温升测试：(℃)
$ E- R. A7 D. ]& |6 `  T, W* X

5、EMI 评估测试

测试条件：
6 d% E6 a! w! @0 A
* D) @) R/ a* |输入：AC230V/50Hz；
5 n- Z# L) J$ k输出负载：12Ω/50W；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
- w0 |4 E  L) s# V2 n1 n3 D

AC230V/50Hz 传导L 相

AC230V/50Hz 传导N 相

% ^) N) R/ |5 Q  M% o

AC230V/50Hz 辐射测试

1 `/ v  B- {! {