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

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？
- g  _- E9 K, ]2 ~0 s( O2 p
1、样机介绍
; R& f: P! |; R/ u8 C
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" H4 Y) d; f( B: ]/ j- F/ c

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

- x  t& \6 c' H5 }CR5216SG
0 \. c0 \' \! \. I9 x  \
1 k) J. j6 a" y. ?; y' W" lCR5216SG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。
* Q! p" I) ?( ]6 Z+ Y" l
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。
, s+ A& E0 s, s* V
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。

( \$ {5 @4 _8 ?- Q7 P, ?芯片特性
1 f9 X, Q, Q4 s/ P; ~
● 低启动电流
3 r; d3 A/ |! J  R/ ]
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%

1 }8 Z/ F/ l1 r1 Y! j: B0 q3 o& p" X● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

● 动态负载响应功能
) R% [6 \. `1 Z9 b6 s  G/ L5 b: B
● 可编程CC/CV模式控制

; C6 q" a. |0 e7 A● 高能效QR控制模式

% G# {7 V- m5 e2 v; N+ G● 内置初级电感量偏差补偿功能

● 内置输出线电压补偿功功能
- G+ G# M# u, l, E) M/ M" k
9 r8 d4 w" A6 G% B% l● 内置全电压功率自适应补偿功能
& U6 O$ I5 J& D, u: A, b1 L+ z
- h1 k' Q6 d& p2 a" Z. b● 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

● 内置输出过压保护功能
, [1 Y/ i- T, }& x: a: [
" e* P; {# z& Q' v9 l/ T● 内置FB开路、短路保护功能
3 _7 D6 |9 x! X1 n
  i* @/ M/ @! V● 内置输出二极管开路、短路保护功能

: D8 Y) K- \; t9 J1 }) h% h● 内置前沿消隐电路

● 逐周期电流限制
0 [( w& s/ x, S( X' ~
- k" z6 t% T) y4 F" ?● 过载保护功能
* }8 Z. P) ]) L! J4 f+ }' `
7 _* z1 e' F4 |6 a● 过温保护功能

● SOP-8L绿色封装

基本应用
5 U2 t! O* ]$ \1 M9 F
& o2 P' H+ Q) Q& n0 U● 小功率电源适配器
* @  h0 X3 e" k
$ [- j; n: j; z- }7 F- K4 F● 蜂窝电话充电器
) k* X; b% k; a
● 圣诞灯、LED驱动器

● 替代线性调整器和RCC
: |2 f! y  g/ b: G) L6 Y
7 {/ {9 Y  T, R- P& L/ {典型应用

. K- A4 y3 v" k* B$ o管脚排列

管脚描述
& P& C+ U  y* K) J

0 y9 S5 ~: l0 w" z3 E% p4 M
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。
/ `/ D5 G) @: d( T$ d. e
" x8 _! }& x/ ~8 y( X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。

) z/ E* B# ]7 [" o) S4 l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。
' X) F1 ~1 w& }# z7 a* }2 l
  h* O/ a  g/ n, l) ~' P0 i# H9 F2、样机特性
/ N+ n" S. x3 a+ l
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 c$ M7 v; U" F
! F( U8 q* ?) [) f: k2.1、输入特性：
, l0 @3 C# D* Q& q

2.2、输出特性(Line END)：
9 H. X  m% |+ L& Q

. q/ ^; G8 U. h5 p+ W+ L" k7 S* e2.3、整机参数：
* N* V2 M' d+ }% s4 h  @

9 F3 ^( b. M: w, `0 u. W2.4、保护功能测试：
, i8 a3 S0 d8 v& p8 A9 `+ s5 f

0 ^- G( X, V2 O9 n2.5、工作环境：
9 K, v; B! y. Z- I

2.6、测试仪器：
" \3 g* R) k; Y! j' H

# z; `! z( t$ v: K7 |/ }$ q" o3、样机结构信息
: @& D: v" T- }& Z& 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。

4 G7 Z1 U: t8 x) b5 f$ w. n3.1、电路原理图及BOM：
& e5 P6 u/ ~3 ^$ G/ ?0 t+ ~
3.1.1、原理图：
8 A7 V3 F- _% o1 M% N2 M2 B: n! |
! w( {4 h' Z9 w6 @4 V8 X$ l+ k

3.1.2、元器件清单：
8 H; L+ j# y4 G8 I9 u( U* W; Q

. R+ H0 g: N5 v3.1.3、PCB布线：
  A& \( S3 B9 L
" d6 {0 y7 q$ F. |7 B( p

PCB顶层布局

+ }3 j- c2 L( R, t: Y

PCB底层走线

8 R7 O* \. Y. ?* |  D4 r3.2、变压器绕制工艺：
9 m, x: u- m6 Z; i
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

' `3 M' d  z. C& \7 z) O

, b3 }; ]' K  I9 r+ X

3.2.2、规格参数：
5 p6 `( @! B. ^# j0 C8 G4 Q
$ `" P/ ^# }1 s6 z- ?: I1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2）材质：TDK PC40或同等材质；
: v/ a/ C" k; f) D5 l3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
1 o; ~8 S7 `; L" H& y# S& c7 h4）N3：三层绝缘线；
) X- ]8 a8 m! F5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
9 V. N; ]: h6 ^( f6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
- B, Q( p% h' F, _, `6 f7）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 P. U  t" V* U' z2 s0 N" B0 a8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水
$ J9 P/ g: d5 W& R; U" o) R6 z
3.2.3、变压器参数：
/ l! m9 ?/ j( z& H

4、性能测评
0 ?% i( ^# w4 h( k/ \5 e: u
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：
, R- K- ^( p0 ~2 o) T8 h
) m; [4 P. k+ z) l7 j+ O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。
" [3 e8 x5 {9 j; e
8 ^( Q7 N* @2 x' H. \5 M4 y+ l表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)

表2、输出100%负载下的输入特性

5 |. K; o4 t9 [& A) x# C表3、效率测试（PCB END）
7 O* y, u4 j/ o  d2 K7 |+ b2 D( j

表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）

4.2、输出特性：
) ~$ W8 g/ W6 W& U4 a, T* r
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：

- F- E1 g* c0 t$ _& C9 _4.2.2、输出电压纹波：
( t* z( z" ]8 n( q% T3 E" m
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。

: L' D1 b9 f/ D! P( V# M

( [7 V- B8 T1 `1 Z8 H5 R0 `# u

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

. @% t! X- h( q; w" _) @* g

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：

8 }9 j. k4 ?* L8 V3 S) I

0 q, W, B6 _! @4.3、保护功能：

注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

) z# e$ a. u) e* Y+ y9 {% d4 }+ l- i4.3.1、过流保护：

9 `. v* A( a% P2 r- E* T4.3.2、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。
8 r0 {( s6 q' N7 n
. e  C* Z0 Y7 l) S& M

' X* K7 l& |* A6 f4 q. h

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

8 D, L7 {& ?; h: h% ]. |4 r

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
1 x5 @0 {6 f% `. a" r
注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

+ L  \& D8 }' i5 r, x

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

; B$ _% o5 N- K' B# t$ ]

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

$ J4 e1 [, f: G. i/ o

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

4.6、其它重要波形测试：
9 J. ]$ I8 l- W6 \9 `4 J. y
0 E3 Q1 z7 Y- |4 U) X' x# I5 ~5 b1 ^1 d注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
% M! K: H1 A6 a$ ]' a. Y8 q3 J

AC90/60Hz，100% Load

. d3 ]+ p2 w# K5 [, ^$ ^, A

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

0 l: s2 R, M  q) \$ X

AC264/50Hz 输出肖特基电压

4.7、系统温升测试

% D/ U) h% i6 \" T6 G: e* 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。

1 f7 f8 A4 C2 K- i$ N! m# V  z

测试样机及配套外壳

温升测试：(℃)

- d4 I. B/ o. P7 F- \9 G5、EMI 评估测试

! }2 c! Z) K( }! q( @6 y! x& q测试条件：
1 K) T3 v1 E$ w/ Z) Q  h0 \6 {
输入：AC230V/50Hz；
输出负载：12Ω/50W；
  G; z# S. d1 k. w. Y* x限值标准参考：EN55013、EN55022B。

5 R* x; `7 g2 [

AC230V/50Hz 传导L 相

AC230V/50Hz 传导N 相

7 Y; k% F( q" i) n+ G, }7 |

AC230V/50Hz 辐射测试