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

  ]' q7 n. M4 y% d5 G8 V/ {) X, H9 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？

+ D6 H7 A8 U' H% }2 d1、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。
* S/ C  w  {% O  U9 l2 r  f

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

CR5216SG

* i( c0 p0 ~7 }& ?1 ^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。

2 Z$ Y# P' J, ~# i; c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。
+ d& J+ t. b. e# G. e
! Y/ h+ [8 v# u$ A) F5 yCR5216SG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
; I( g! h, n, }- [
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
$ U8 c* E' n2 F) d# d
# y1 l8 L) t0 b% M( q% x● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
+ u+ X7 @/ d* u) H# u3 B
● 动态负载响应功能
# M7 R) k6 ~) f* |8 ^1 n  U
● 可编程CC/CV模式控制
& f/ V7 E" f7 S1 c- t5 b
● 高能效QR控制模式
/ ^7 A+ N- D( y9 V" S. Y
7 f4 C  Q2 u" ]/ Q, Z7 k  ]● 内置初级电感量偏差补偿功能
4 `- w3 s5 `/ o" r* c7 z/ n2 c
● 内置输出线电压补偿功功能
) Z* _9 M; L) k
● 内置全电压功率自适应补偿功能

3 F* j1 l* ?# b) E; Y' q● 无音频噪音控制技术
  w# H! Z( ]7 s( ^
● VDD端过压、欠压保护功能
0 R6 s$ G% e+ w
: D$ s  C; G+ Y● VDD端钳位电路
( Q3 h1 A- Y5 l$ S! F5 `* A
● 内置输出过压保护功能

( Z7 O/ r0 A$ H3 y( G4 _● 内置FB开路、短路保护功能

- E8 \$ \% J% S! ^* {● 内置输出二极管开路、短路保护功能

7 s1 C( @" u6 c9 W. o● 内置前沿消隐电路

● 逐周期电流限制

7 Y1 ~+ B  g7 B  r* \! ~● 过载保护功能
  X5 ~' d0 m. r2 `+ }7 y
● 过温保护功能
7 O. e4 x0 D* [6 }: s
; e$ T" Y9 o, S9 p1 z/ R. u2 @● SOP-8L绿色封装

基本应用
9 t3 `* H: R" v" l
● 小功率电源适配器

● 蜂窝电话充电器
8 z- q  ?9 y$ k9 \4 J& J+ ~4 ]
● 圣诞灯、LED驱动器
% L$ ]8 w, }# t4 V) f' m6 f2 i
% l/ w+ F' O, {% {4 f● 替代线性调整器和RCC

典型应用
3 r9 s0 e+ a  b) i

9 N0 m3 x5 S2 m0 Q管脚排列
& R) J+ `* P$ U* y4 q8 P

管脚描述

6 h2 ?' v( r  x; H/ L

$ ]. D6 b. [9 T; M& Z4 j- A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。
% [3 b' {8 a: r: `* r
0 ^6 [" A  E; s% A% V! m: [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。

# M+ k; |; ^: x/ t$ i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。
8 Q  B: e& W. M8 K
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：

2.2、输出特性(Line END)：

$ q0 \; v9 A- \# j( q7 E- [  A2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

6 l  @5 a# F1 X2.5、工作环境：

2.6、测试仪器：
3 G! k3 A8 T- \) j: P- @9 ]

3、样机结构信息

; Y$ x2 b; h5 o( F% Q9 B) K+ Y* O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：

! ^: H; m- S; [9 F: `; ~) b3.1.1、原理图：
3 |& |7 K+ ?$ m$ ~" Q. Z8 C( k% x

8 j2 i* i2 U; V3 F3.1.2、元器件清单：
  ~0 p& \  ]# p$ ^2 ^2 m
) m/ y* J" t: ]# W" d; Q

, d6 [4 h# z2 p0 S4 b- j3.1.3、PCB布线：

! [" ^1 U) Y% `% ?

PCB顶层布局

PCB底层走线

3.2、变压器绕制工艺：

3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

6 z. g8 o$ s9 O* R# u4 k- s

4 Z3 H2 Y* ]% n

3.2.2、规格参数：

- x" Y6 n; }* W1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2）材质：TDK PC40或同等材质；
7 T2 P+ m" t# z& R$ ^6 Y9 S! D3）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）；
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）)
. W, J; E- @, R1 y8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

3.2.3、变压器参数：
, K2 X! c  L! P
  T  D8 \4 ]) |, D& K7 z- n

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。
5 }# f2 P6 s$ v& P+ e. Y: F
0 ?% K+ O% |) A4.1、输入特性：
/ Y$ g% h/ u6 T* L) B1 d
0 }, R2 U" T9 B; `# c- N' L6 @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。
; E: d7 n* d/ \- }3 Q
表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)

3 ~+ {' h, P  Y' L2 X
+ A. M1 l5 \9 k表2、输出100%负载下的输入特性
  j# E- `' {1 D6 x& o# u4 }  @

表3、效率测试（PCB END）

& {" q0 e. Q: X. t5 A1 G- S表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
2 e7 P! R/ G  K# l6 R$ q

4.2、输出特性：
& e1 s/ r9 R- |0 B! Y; g* e
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
4 Z9 Z; S& x9 d# F7 @

4.2.2、输出电压纹波：

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。
# k+ ]4 x4 R; b
2 F8 u$ ?" [  ~4 c6 A$ ]

1 P$ I4 d' ]- Y- Y; ?  S- ]

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

3 F5 v1 u. J' P( V( |2 y" t8 G

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

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

& h* q- x3 h4 c, m" }! V' i; f' q4 O4.2.3、输出恒流特性：

6 D# G9 {7 ?) z( v& |5 I' B1 [* {& g3 V

4.3、保护功能：
2 v2 j3 y7 y" A: ?( R6 R
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
: h9 H, a  t+ ]# b7 K. O
6 o* J* t0 S' O9 |* F$ Q- S9 n4.3.1、过流保护：
; H' z% b0 t) o; d

4.3.2、短路保护：

' C" s7 X- S2 F6 P3 K, `: O4.4、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。
1 H% B6 r1 U# v! K6 A

AC90V @ 5ms

6 q$ j. Z1 w( j% x. J

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

: V& c+ z: J7 Y7 ~2 z4 F

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
2 v4 E( u1 a2 |3 e, |/ J( G" R
' i: V/ j$ c! `3 k+ E# G0 h

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

0 k. O+ W, g$ b- P# @3 }, Y, a. X

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

, y& y) {" G: P4 g

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

5 _/ |# n" {7 N9 H* P) b: f; F

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

4.6、其它重要波形测试：
  ~! f. |4 a$ O2 z3 ^* c3 H
0 S* n  `/ s1 O0 p$ a; R注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。

* b" A  r$ G) ^2 j( U* j

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

  I- z9 Z3 W! L7 Z+ Y8 }9 U, J

AC230/50Hz，100% Load

4 [! e( S( n; B" ]

AC264/50Hz，100% load

1 `* U% O, g  i1 k

AC264/50Hz，Output Short

AC264/50Hz 输出肖特基电压

4.7、系统温升测试
7 z9 l: E' [- C- ]% k$ E8 T5 S& ^
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。

3 |# M1 d& o! G8 C4 O

测试样机及配套外壳

温升测试：(℃)
4 l/ E5 _  y0 [2 ^

5、EMI 评估测试
/ l) g% L" ?. O  q
. Z# a" j, Y4 W' @+ I9 u  p测试条件：
& Z3 P: l  X: j7 R) k, X* d
输入：AC230V/50Hz；
  Q! G0 T1 d. k' K9 `  i# _输出负载：12Ω/50W；
3 L& h+ u& I5 a8 _9 @限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V/50Hz 传导L 相

; ?: P/ k& M  Z6 C) K  b( ^+ t+ I! G

AC230V/50Hz 传导N 相

, y; V3 I$ A! r

AC230V/50Hz 辐射测试