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

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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
, k5 Y) m, y% W. F% A
  Z% g4 u3 e; [. V! h  W4 k! }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。
) k! a5 Z& a: v! j0 b  z1 ~# G
) t% G$ H! U- w. o  y. V6 M

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

CR5216SG

/ h/ u  I5 c6 rCR5216SG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。

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。
7 q8 p' j" o3 ]6 B
. z2 K7 F0 Y% y7 c; XCR5216SG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

- K4 \$ T/ c5 ~, K% y● 低启动电流
* x9 b# h) m# ]5 l
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
+ \0 d4 I$ n4 O
- W) B8 [4 ~- K0 S6 _! s6 a8 p● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
+ m) Z% \/ |. s  Z! a2 J/ P! a1 o2 j
● 动态负载响应功能

● 可编程CC/CV模式控制
; C6 u- R3 h- H/ [
● 高能效QR控制模式

' _8 ^0 k. E$ d! ?% Z2 W) r● 内置初级电感量偏差补偿功能

( k0 S- m# \# J+ [' A% Q8 w( C● 内置输出线电压补偿功功能
: t7 C) b* v" p1 _( U6 ]. O: ?
2 ]$ |  a% {- ]( z2 V! U3 G● 内置全电压功率自适应补偿功能

2 u- p; ]6 p9 |; Z& T● 无音频噪音控制技术

/ j- W' r4 u9 M% D● VDD端过压、欠压保护功能
6 }# K1 }; b2 }- W$ R' Q* n  h
1 O- N+ Z- x- j8 Z  ~8 e8 q● VDD端钳位电路

● 内置输出过压保护功能

% P- }( x  F1 p# ]8 w2 ^+ h● 内置FB开路、短路保护功能
, R. `. i. d+ @$ C7 P/ ?$ p
1 S! u6 J% Q& I  u; y+ t  ^● 内置输出二极管开路、短路保护功能
& r/ Q+ u9 N, d% e2 X. Q
● 内置前沿消隐电路

6 x/ \2 g% I4 e" p4 k  U. Q. B+ r* o● 逐周期电流限制

+ S% \/ i4 Q, D( ]/ y. |● 过载保护功能
1 a, d7 o! s0 p4 G
● 过温保护功能

● SOP-8L绿色封装

& |$ v6 r' q) @# T% e8 h$ P( h基本应用

. o5 S) C5 O- Z: l3 V0 \● 小功率电源适配器
! F5 m- S  l4 r/ c* m; _
$ P, i! T. m7 Z, q● 蜂窝电话充电器

● 圣诞灯、LED驱动器

● 替代线性调整器和RCC

典型应用
4 L) h+ a! W: k, A# f. x& b
9 \6 O" H' l2 A1 q3 A$ j! I" Z4 I

& J, h/ ~, E% k2 ~, G! b6 y管脚排列

管脚描述
. X  ]- n- Q; \. ?2 B
2 x$ K- G4 E8 ^- R

" P9 l! |( H# |1 j( Q8 ~
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。
+ t1 K! Q& t; S$ j7 p& B# l; W
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。
' k. r# Y! V' `+ V/ F! n3 H
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。
% j+ X' G& O# F) I
, Q' q/ l% |1 t0 u! V2.1、输入特性：

0 t3 J9 M- d5 y7 S( U% h+ W2.2、输出特性(Line END)：

  E! h! a- V% V8 r) D) @  X2.3、整机参数：
+ [8 e$ Z2 ]- B) r: b" Q

  c5 B4 c( M- A  e2.4、保护功能测试：

' i1 h# |: M5 }3 e& C5 N2.5、工作环境：

) a) e5 l: ~; z2.6、测试仪器：
9 D9 b4 }: @; K1 Y

3、样机结构信息

/ d4 a+ T6 ^$ K- f5 Y3 p2 f; F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：

5 \0 n2 a; `/ J! P3.1.1、原理图：
' e2 w: K3 h- i
& h( U) c& H7 e  C) O

3.1.2、元器件清单：

! P3 D5 K# @' E. y6 N8 r5 X* m

3.1.3、PCB布线：

$ g- K9 r+ ^  n- c8 f

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：

! t% W. R) ]  x: X

8 @( D* O0 u$ X: i% q9 }# E3.2.2、规格参数：
- Y; J+ M- j1 B7 c: ~# V
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
( a. C! J, `$ T" z) A& P- t4 u2）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；
' A: I) x4 q0 R* ~+ B5）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）)
/ G8 Q$ ^$ f( l* b# ?. P8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

, R0 Y! N/ I. x9 A5 J3.2.3、变压器参数：
1 C3 T6 m) y# n& v

! W' u2 V/ T/ t7 r% h0 ]4、性能测评

- ^2 Y+ S2 r0 i$ G4 [! W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。
" Q2 i. E9 T8 X4 P) N& r
1 d7 m7 b  [1 J5 I9 x5 j0 v4.1、输入特性：
1 W2 _- U8 ^+ _& C. g, `
/ {. y3 q0 }6 k, `4 ?3 x/ [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。
2 l2 o& Q! r& J. y0 B$ f0 b2 i3 C6 I
表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)
* x; J+ n/ n" ^9 e

& U3 P/ M% \+ m6 ]( n表2、输出100%负载下的输入特性

表3、效率测试（PCB END）
1 y& O5 ^$ P' ]: i) G! ~8 P

7 H3 [, K) c6 l4 w" b& X表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）

4.2、输出特性：

' a; B# ^1 X7 p! y* |( I8 f% a4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：

# s& f9 C+ P( b% |2 V/ Q- U# a: x4.2.2、输出电压纹波：
. J2 x$ \0 |5 X3 \2 O3 ]" P% v
, O. I6 E& M6 P! J, L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。

% y2 ^3 A5 e* Z! ~( q8 o

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

% f: O! {2 o6 M

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

* s& a5 ?! F( R5 i; m

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

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

4.2.3、输出恒流特性：

- }4 k. A% \. D: W  |& z4.3、保护功能：

注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：

& H" E! ], G* w# S) D4.4、动态测试：
1 I8 ^/ w% _4 O
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。

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

! b* c1 T6 ]: D# d

AC264V @ 5ms

# ]+ _* f% w; m& ?" N: M! Z

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
  b9 q  _$ c, u2 C2 o6 _- ?
- J7 y  p# E% u3 h注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

; [8 W" T3 o" j) C- X1 s

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

; M! Z" {9 q( a# f9 Z% C4 Y

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

* j, F  `1 i& ~: e) y, o. |* e* J

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

6 }7 m6 z$ ?& w0 E( [) t8 P' H

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

, _; t" I! \% A4.6、其它重要波形测试：
3 ^$ L& n+ M% @# q
0 x0 B/ e9 T8 F/ j3 K/ Y1 t1 \" c* H注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。

/ Y  }1 `2 }9 E* S0 N- D

AC90/60Hz，100% Load

( y8 [& v( A' |5 r1 k5 g

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

2 r) w% H) h$ |1 D* @

AC264/50Hz，Output Short

AC264/50Hz 输出肖特基电压

. B% S  i" n" L4.7、系统温升测试

1 V; Z) a+ a: o; T1 p( n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

温升测试：(℃)

& [8 h: O& o7 i0 d( l8 q
2 l0 {8 V( F% z. x4 E5、EMI 评估测试
4 n) ]  ?' [1 q7 S+ z) U/ I
测试条件：

输入：AC230V/50Hz；
输出负载：12Ω/50W；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
3 w# p+ ~, v: N3 C! a5 {
5 I2 t7 u2 g5 X! H& m" G) p

AC230V/50Hz 传导L 相

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试

7 |$ _$ l$ j5 b9 s5 {+ H. k