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

: \0 R( X4 z4 J, w$ \! F
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？
5 s/ Z: r. ?* n  z# Q! h2 T* t; a& V
. j; T) L- I7 Y2 H( A1、样机介绍
3 }+ Q  z5 W, S# G
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。
1 d; N: C  i2 X
9 \' V0 b" Y4 p0 Q: a+ z

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

CR5216SG
, q+ X- K% `- n" [8 h
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。

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。
+ v1 ^1 i8 d7 a8 |8 |
% \/ }" A: u+ ~: O: cCR5216SG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。

' x' z9 T1 g4 M, N芯片特性

5 n! R# u2 j  }● 低启动电流
5 V7 C; D) R0 K' w
) k7 h, o( w2 r1 L4 L; `● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
! ]* Z8 Y5 Y) y7 M: E( q4 T# o
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

● 动态负载响应功能

' f$ l  @( z. Q2 h5 c! ]) S/ u● 可编程CC/CV模式控制

● 高能效QR控制模式
- |) q6 J! F. G6 e, A
" A& [' S# X# r& H  w) X3 [● 内置初级电感量偏差补偿功能
9 u" x# ]! v0 }5 p# y6 V9 j
● 内置输出线电压补偿功功能

$ c, o9 s& Z: R8 ?; H# `0 p7 j& W● 内置全电压功率自适应补偿功能

● 无音频噪音控制技术

● VDD端过压、欠压保护功能

● VDD端钳位电路
7 z' C; V1 x* A' s  R$ m6 z1 s
" Y- w8 I6 p; r1 q1 d! v3 P# d- W' R● 内置输出过压保护功能
- j2 N  s3 g. H  \4 r
● 内置FB开路、短路保护功能
* d$ n9 N* T7 \: K
● 内置输出二极管开路、短路保护功能
1 v- S7 C5 d) e) ?1 b
2 u  w$ m* f" q/ U" X● 内置前沿消隐电路

● 逐周期电流限制
2 A) W0 N( W! Z, ^! }3 u
, m. P! [3 a% C% D1 o● 过载保护功能
" n7 `2 k; }# t5 z7 t
5 s' }3 q3 K2 W3 b& |● 过温保护功能

2 @1 y, L# L7 X( z0 s( K● SOP-8L绿色封装

% w2 q% Z" p3 c基本应用

● 小功率电源适配器
& y$ a1 c5 _% u- a2 Y. d
● 蜂窝电话充电器
. ~- a% t, T: h% ?3 _* Q7 N
● 圣诞灯、LED驱动器
9 H7 ], |: K5 R0 ~
( t. ~' J% R4 x● 替代线性调整器和RCC

典型应用

管脚排列

管脚描述
7 W8 t0 R( Q3 l" _( o
( B; C, ?( m) C

8 X0 S5 p) ]) X/ x9 A' q, @
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 l8 O/ n" 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。

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。
. {# Y! S" ]0 d
2.1、输入特性：

2.2、输出特性(Line END)：

% c( k" j+ R' Z4 m: k2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

8 e# h2 b2 T# R2.5、工作环境：
1 g3 P" P9 s9 z) _$ E4 b, M0 L

2.6、测试仪器：
1 `; u" c# k, s% B3 B* Z

3、样机结构信息
8 H9 P, E- t% x1 d3 `! Q
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。

  |' I9 L5 Z& D/ E: b3.1、电路原理图及BOM：

8 }% h  t" z9 O8 W3.1.1、原理图：

3.1.2、元器件清单：
/ f3 p. ~& t, B
0 o$ \8 c$ F. Z  b" Z

' x; \$ ^; |& w& Y6 `9 m1 b3.1.3、PCB布线：

4 I4 `" ?  m+ |7 q6 r. Z! w

PCB顶层布局

  {% [+ ]9 H& y0 A. @

PCB底层走线

% m! E  v, l: v* ?, p6 [' z) m8 w3.2、变压器绕制工艺：
. u! S; h3 n% g6 M- Z% A
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

* a! ]3 [9 w/ i* [

' a; h, |6 x' [& N" E

  N2 h5 _, Q) Q9 H* f' z& r* ~3.2.2、规格参数：
# M  ], r* H  b9 m/ m
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
- j& z9 q1 T: n4 ~, p2）材质：TDK PC40或同等材质；
3 Q- H, f+ [1 \* ^3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
4）N3：三层绝缘线；
" g' V, z& H5 Z- U5）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）)
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：
7 Y. b+ a+ i' l) d9 u2 j
6 P; }$ Y9 k, v. ?- N. B

- o* |/ u- m* }: Q. j/ t4 b4、性能测评
" z8 m  T; Z1 s
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。

3 I$ F" F6 ~" m# z( N, L4.1、输入特性：
1 A' w+ o2 c7 n5 t- c
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。

, a( y1 ]8 C" z8 }  P表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)

2 x* K* m/ Q/ E9 [" f1 X4 L
表2、输出100%负载下的输入特性
6 f% P2 D) d! i* B5 M

表3、效率测试（PCB END）
/ |1 L& @  J% F5 A1 d

表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
4 Z( q6 {: S* X

: n: B, y7 K8 V4.2、输出特性：

4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
9 M9 T; m: W+ G% f5 A. t" ^6 c

( [( e- K* {# @, h. x8 M4.2.2、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。
+ p4 F, R4 ~$ k- ^8 z
7 F/ [; q- C# `2 {6 A- R

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

  k8 M5 E4 `' ?" T

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

4.2.3、输出恒流特性：

  X2 V3 O) Y/ g/ Y/ W' q* S4.3、保护功能：

注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
: L3 r! W. x9 x' r3 [* `' {
4.3.1、过流保护：

" V7 `9 [8 Z- K: j; n" A4.3.2、短路保护：

5 u. |, v3 s/ H7 y% _& f& ]* l4.4、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。
+ o$ n4 |( z0 e- L
; Z( _: V+ U1 e- K1 i

3 J5 \  P& y6 }6 t

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

) `- l; I( J, L" {+ D$ U5 K

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

. k  ^  O9 u9 U! }7 Q& d2 m5 |4.5、系统延时时间测试：
2 A6 R$ D. d% J  r: F5 t. {1 Y* ~* P
注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
* c' h& m0 u4 E! h: O
/ `8 `% q: B/ u6 Y0 [

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

: R' N6 f+ u( \9 P: T$ F* x6 v

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

4.6、其它重要波形测试：
- [7 ~: h/ x! I
注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。

, L* D( c3 Z" D; q

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

) s( o) _7 }" r  P

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

AC264/50Hz 输出肖特基电压

7 @/ D+ r( u) K0 P9 k( J7 y4.7、系统温升测试
5 L/ A! f) V* p  ]: F
0 v% H# N! A  X0 g6 l. D6 E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。
4 d1 U! N9 V5 }

测试样机及配套外壳

温升测试：(℃)

5 R, w+ P& d4 H9 z5 Y: E$ R5、EMI 评估测试
4 Z1 j7 G; ^4 T! p& P
测试条件：
2 @! I/ T" z' i* f
输入：AC230V/50Hz；
# ~+ v9 V$ D4 P0 v& Q7 M输出负载：12Ω/50W；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
, }6 V% _2 \) n# |4 m
! @: m( y. `* e

AC230V/50Hz 传导L 相

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试

3 ~& d* }  U* Z) i1 }+ R# P: T# \