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？

2 f& c  M7 W! w$ P4 n1、样机介绍
% y3 |; y/ P+ c  v9 ^0 ]
6 z& @. L2 w3 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。
5 t8 {2 Q* Y% Y) N, ^

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

: p+ x$ S% c% w5 y- X6 VCR5216SG
7 ]9 I9 ~- X9 ^
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。

! d+ b; @$ d# u4 p) i. u- b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。

CR5216SG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。
/ T, e! P3 Y* o. P* a  H
, z, a& Q9 h: ]4 o芯片特性

' E2 z/ N' D$ k$ |1 H/ ]" \8 R● 低启动电流
( e6 @$ M1 Q4 U% X
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%

● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
- _/ ?# B2 N9 p* \& O
● 动态负载响应功能

/ {0 f4 t" v& p● 可编程CC/CV模式控制
  P. V2 r& T3 _+ Y- W) Y
● 高能效QR控制模式

● 内置初级电感量偏差补偿功能

, C4 U% U1 K7 @) T) B; P3 Q+ F( n9 S● 内置输出线电压补偿功功能
' T5 a. l$ C7 Q' o8 B+ ]
$ k+ ?+ c& W6 X5 m● 内置全电压功率自适应补偿功能
4 m" C* @% z* N
+ k3 z, F! P. S! f● 无音频噪音控制技术
0 i, H8 X" l- x- K  k5 }
● VDD端过压、欠压保护功能
- a/ O* z" c- L
" p. D' V* Z1 l; `● VDD端钳位电路

% A( A5 ~( ~9 r6 z' w● 内置输出过压保护功能

● 内置FB开路、短路保护功能
: L0 E# B/ u" ]7 n. F
. i- ?: T# p4 E. H, B- b% a● 内置输出二极管开路、短路保护功能
3 j7 O% m9 Y  j! h0 j
' `, s- W. Z9 ]* c/ x+ L+ f$ }/ R● 内置前沿消隐电路
9 L/ y5 f) @9 N0 z" M$ R" j
- B* ^9 m, y4 ~- |! ~& D: g8 {● 逐周期电流限制

# o2 m8 U: d' ^% C% b+ S) T● 过载保护功能

5 q6 M# o% s, u+ E# z+ @* S● 过温保护功能
6 g$ F* ~/ a5 R' r% j
. \9 g" x' i5 C+ Y7 y0 T  y● SOP-8L绿色封装
1 x. [2 c6 m/ C. z
3 F0 ~2 P% C# }! t! V. v基本应用

● 小功率电源适配器

● 蜂窝电话充电器

● 圣诞灯、LED驱动器
5 x2 F  q( B0 }
● 替代线性调整器和RCC
+ Z# L& @$ V7 r% i
# W8 `, [, v, S8 a1 R& }: H典型应用
* g; T9 ~0 W! O& A) i. k
1 S* Z" L3 v8 K. I5 u

管脚排列

管脚描述

0 p" c8 Y# j8 G  o
" e2 V+ H' u4 z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。

& O: l2 y- x, ~! 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。

( {7 b5 w1 h9 ]! ~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。
& W, K0 a5 H" h4 C; o& d% g
2、样机特性

, E; H# q% V; a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)：

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
  [% s3 d# H! p4 o, S% c

* t: \; ?+ Z9 [# _* Z2.5、工作环境：
( `7 y/ x! D; {& u4 M" l

2.6、测试仪器：

  n1 U* x& i" }/ p2 C$ R3、样机结构信息
8 t; {) I) }3 r. B& n9 i& F3 c
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。
. s8 o9 Y! j. a  C$ x1 I0 A
3.1、电路原理图及BOM：

3.1.1、原理图：
7 U* w5 _% @% C

  c& J3 S- |  V) w1 j/ S6 @5 m& R3.1.2、元器件清单：
- E0 L# u, i# [) z5 O
2 i( [/ ?1 K1 U4 B7 E- `

3.1.3、PCB布线：

  j& ]. K2 i0 {* Y" S$ }) |

PCB顶层布局

; l# w4 \% j2 O' K! f/ B

PCB底层走线

% V$ O" U+ f9 S7 L& G3.2、变压器绕制工艺：
- b3 i* T9 T3 _0 \6 I
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

1 t2 c: N  i0 X; E7 Z4 l

3.2.2、规格参数：
* j2 f) e$ E3 p% h* n# O  {+ H/ h9 h
2 J8 h" [2 P* ^1 i4 y1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2）材质：TDK PC40或同等材质；
$ r# [* W( c" \$ R9 Z  D3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
) k# h: w( Z+ U* F4）N3：三层绝缘线；
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
. E5 R/ J4 {- @, d7 v6）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）)
8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

3.2.3、变压器参数：

. E5 J, W! W# X$ R) I4、性能测评
, d  k! C$ \+ k# i9 X: O
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。

* l# W2 e$ S' v6 f6 l: Q3 w表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)

8 D  M) O6 D$ S& t1 W. b
' H4 X# }5 p2 z. S表2、输出100%负载下的输入特性
* k- W7 Y& i; l5 ^/ K2 e3 w

$ a- {1 ~% J7 X' b1 U表3、效率测试（PCB END）
8 E0 |4 W- [' c& q5 i" s! I* s

# [$ ]9 m+ n$ I0 Y. }7 `表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
/ d& c, y! P! S0 e: m2 k

4.2、输出特性：
! F& O# y+ F$ r4 q
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：

3 ?! U2 k/ `3 D$ u+ B4.2.2、输出电压纹波：
: o+ `% Z! [* b/ K5 I# F
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。
. J" B% a& r: X' O7 H
2 p  f) S6 V% ?0 r' A0 G

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

% ]) o- S# Z" _% q0 n

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

4.2.3、输出恒流特性：
9 h7 R# N$ R! D. G. o' D8 X

4.3、保护功能：

注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
6 k2 @8 L' A, G) c
) n* Q8 B3 _) N- ~3 b) [' v4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：

4.4、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。
- x. O; v/ c$ L4 O
) S, @$ d& K' _. b1 e

% }+ q" C8 P0 w/ f

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

: N% b8 _& S* _$ d4 L9 L

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

. |) M. g/ W6 c) G% e4.5、系统延时时间测试：

# i; P7 j+ W; |6 ^2 F( K0 \! {注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
3 C( ~4 E1 @; b" G

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

6 C& r' t9 e5 |# k9 u) i

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

5 O6 `# U1 a' s! U1 o; |/ U

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

- U# I- ~* r5 ^0 s3 b, I: H1 a4.6、其它重要波形测试：
1 B. U* s$ V. R. _
. x1 P1 q$ c! q! |- I/ d. p8 S注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
1 L3 y! w6 [2 {; b6 j$ \
" H6 |& X) f( e- ^

AC90/60Hz，100% Load

4 Y' ~, b# U& ~. K

AC115/60Hz，100% load

. G6 V# d- I4 a3 ~

AC230/50Hz，100% Load

1 [8 Q# O' ?. }" b' w

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

AC264/50Hz 输出肖特基电压

4 e' W, B( v" Q/ Y4.7、系统温升测试

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：(℃)

5、EMI 评估测试

测试条件：

, Z, P1 A* y  I/ J- Q; M; Q输入：AC230V/50Hz；
输出负载：12Ω/50W；
, _1 w" Z, P; K' i5 N/ D限值标准参考：EN55013、EN55022B。

' P4 `& s# f2 K* G

AC230V/50Hz 传导L 相

  D; S" z; b7 X0 s0 f5 F+ d

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试