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

) |1 j5 x$ x$ ]1 z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？
3 }8 E, h5 s1 C/ K; j+ d( o
) a4 e6 O- K$ C' u# q- X1、样机介绍

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。
- u/ U, D; C& }, j% W
7 S# w# S9 P  L! G

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

CR5216SG

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。
9 w& v6 |4 u* f# Q. O, X
2 F! z  q( L. K) a# 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。

- D9 S; H5 `, WCR5216SG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。
) w8 j0 Z, _5 @. \& D: u! T
芯片特性
+ }0 e) H4 O1 i) Y/ ^$ a) ~
. B- l( o- a* d7 \& e  b● 低启动电流
6 B; x( w) E6 M. `( ~' N
/ e" z$ O0 s( |7 ]! c) a● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
) ?$ @5 X' F4 F# q, v
( V# E! Q+ l/ m● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

, X% v+ a/ n# c9 t$ M' V( k2 O" n● 动态负载响应功能
: ^# h0 a; C4 D* H; I1 z
, N$ e7 E, V! U: w3 `" y- N● 可编程CC/CV模式控制

% T, _$ y+ E3 [  |" J+ A# n6 _8 L3 B● 高能效QR控制模式
' p* ?( H( U- O; h8 u% q
● 内置初级电感量偏差补偿功能
9 {' X* p( }  c3 n  \
● 内置输出线电压补偿功功能
8 n  ]3 S5 x. A! z) J
; O1 K. C7 k$ n1 _5 d0 ?; ?● 内置全电压功率自适应补偿功能

● 无音频噪音控制技术
+ h+ [* m. L8 m. h$ l& A
● VDD端过压、欠压保护功能
) t+ m2 j/ ^6 A, ?  N
3 J4 d9 k7 `; Z● VDD端钳位电路

● 内置输出过压保护功能

# \! T( ^$ @* G* A! w  U% c0 ?● 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
( h2 w5 q9 k" q$ k
! {4 `  [. g. F6 U● 内置前沿消隐电路

● 逐周期电流限制
& ~* G% b( P1 t2 C% K2 e
; i" p' B/ b9 c3 @● 过载保护功能

● 过温保护功能

● SOP-8L绿色封装
( D) y2 T1 f7 A  w( q0 x
基本应用

● 小功率电源适配器
9 ?! R) o4 l) Y* _4 F' y% q4 g. v7 {
) ~; H9 H: Y3 `● 蜂窝电话充电器

● 圣诞灯、LED驱动器
( l4 @0 C2 K" g2 H% G
! ~2 p% s) L3 P$ c● 替代线性调整器和RCC

9 f! |4 f6 d3 s: p; M- ?/ R典型应用

% Y1 T7 ^+ I# }$ ~5 X7 d

3 |. V7 r9 u1 {5 B管脚排列
( m" z- X/ ~9 ^% H* K2 K

管脚描述
+ e  u5 k& r% H% o# \
1 z. ~; {, F3 i5 ^% D4 ?/ y

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。

+ @: d% d- c+ }5 ?- d. U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。
: u0 ?3 q) Z. k  p5 z+ E2 [
! q* M8 T  t# N7 s; B6 D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。
" W9 m( h2 y0 l; r0 X
2、样机特性
1 G" U6 J0 w4 F: p6 T5 Q; q2 Z9 {
4 f6 k2 y2 \2 ~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。
9 ]- l1 Y7 z4 p/ a) k/ m1 v% h
2.1、输入特性：

& n2 q/ R, j; x9 n2 F2.2、输出特性(Line END)：
* _9 B# s) p* y! s1 Q7 p

2.3、整机参数：

, `6 t& d9 L- `  X# y' L- o: Z2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

( ^: {  C& Q5 K6 o0 \2 m2.6、测试仪器：
2 h: J5 ], j% q2 R4 j0 T3 ^9 q

( q; r% c3 L8 i' {0 j7 I7 I# {3、样机结构信息
% ~% Y) o( F5 x6 B" Y8 z- n6 z& E
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：

7 ^/ u4 w- D+ z- n3.1.1、原理图：

" }  I: F% z8 Y  X  y

3.1.2、元器件清单：

% J0 `! i& [- R5 w- w

3.1.3、PCB布线：

5 m  O. I# h( x0 S  H

PCB顶层布局

PCB底层走线

3.2、变压器绕制工艺：

# O8 _  ~1 m9 I  ^( ?. o4 |, J3 Z3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

$ ?+ M" p6 Q% a, A

# D2 q2 D0 C. P8 ?# L3.2.2、规格参数：
1 Y* D9 S2 s/ b8 i
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2）材质：TDK PC40或同等材质；
; l$ ^5 I6 G0 e1 Y3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
7 N. s/ p6 h2 o7 Q1 n4）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）；
$ ?4 Y: h& l* D8 ~1 @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）)
1 u  q8 X! C9 R# n; y8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
# b, n# Q# j6 c
3 C9 I# @' i4 k% }$ O$ m3.2.3、变压器参数：
2 T: U2 A6 V; Q3 u8 O& c* V

0 k7 P/ N$ K& h! a4、性能测评

7 g! X2 v0 Y, x5 h7 V% ?7 |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(输出含有假负载9.1KΩ)

+ @! T1 v$ }, G) T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）
3 C5 @3 c6 J! e+ f) {8 H

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：
7 N) D8 v0 `, V" }& f. E! |
; a5 b7 J0 s% s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 }2 U  Z# S$ X7 ]

: ^. o) J9 R. F1 Y1 n

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

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

4.2.3、输出恒流特性：
: Q; H1 [- e8 |( R' l$ r8 i
5 c0 n% J0 |; K4 L. c

* i4 u  W5 o& {. U5 e4.3、保护功能：
. v, ^: W0 s6 ?$ y7 D2 |  ~
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：

- D. O; C4 C0 Q/ J: h9 W4.3.2、短路保护：
& p" _7 ?  p$ g5 k% n

8 [6 U: `+ N) X8 K4.4、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。

8 Q3 ~* Z* y+ h; }3 R+ l5 z

8 Y1 J# n1 r) e. {

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

3 F. J. r9 H- V' f! |/ ^5 T" Z6 w

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
  k0 |) q& b5 B- O$ x
* X% x/ `* [& s. n; F注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
7 Z8 \) O7 E5 V6 B3 h! O* @+ _: c# V1 m

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

: ~9 B5 Q5 {  p: L, B4 K

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

& I0 {0 r& s9 x+ ?

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

$ h5 W  T- S$ h4.6、其它重要波形测试：

) R4 N- ^/ i" g+ ?, d! M  w3 B: ?注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
4 X7 w0 W8 P' R$ `7 o

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

! U4 [0 ?/ f, J0 h

AC230/50Hz，100% Load

+ S9 V4 C7 U( O& @1 }5 m

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

+ r+ b+ `6 s0 D9 a/ p3 i  ~; q5 r

AC264/50Hz 输出肖特基电压

  ^  f6 h: N8 J2 T6 ~4 g4.7、系统温升测试
! J# a0 D: Q. X& l" |/ I3 }
8 b2 D5 D+ W( B0 Y3 i8 |3 Q, j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。

测试样机及配套外壳

9 `+ {6 g! v: ~$ ^. q温升测试：(℃)
) {4 l# p! Z$ x6 T

5、EMI 评估测试
* _- J1 G' L$ ^( ^( H  K
测试条件：
; b" i  V7 n( l+ n/ f) D
输入：AC230V/50Hz；
输出负载：12Ω/50W；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
& k2 s0 |8 j! C8 B. ~4 I

AC230V/50Hz 传导L 相

2 o+ j) ~* o4 _2 a) z) B, @

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试

) u2 P; @* ?/ Q: o% A( |2 t8 F+ T- u