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

/ Z* G$ p- P1 t$ q5 y3 g1 O' R. \
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, E1 K$ r$ B) E& D7 ]! E
- V; r6 M! O6 O; Q. _4 f$ W1、样机介绍
4 a3 c) [5 P: e3 b2 t9 F
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。
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" i) i9 @0 _) i0 p9 ~" A7 m( V7 X

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

$ ~, E% P4 e1 i. v/ |! u4 v7 p: ]6 MCR5216SG

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。
! E; l! N5 m8 m
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。
1 y% K# S! [& Z5 M
芯片特性
3 B4 g8 z( u7 }; k' P
● 低启动电流
, Y7 r( ]8 Y+ M, |6 `- m- `
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
. a4 v) M( Z$ I" M
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

( @" r/ M; p- R* x& a8 j% \3 @( k● 动态负载响应功能
' ^( j. b# ^# y: W1 l" }' ~
7 Z* z! Y" Z  |  D) |● 可编程CC/CV模式控制

● 高能效QR控制模式
$ _5 C/ z2 N+ J  d$ z3 A0 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
: L; q% l2 z  A6 w3 N, P
9 P: k, F) `' y2 f● 内置全电压功率自适应补偿功能

● 无音频噪音控制技术
. B0 Q/ n7 h! Y. p
2 {  s% M5 _5 n3 J3 T7 x- o& I. K● VDD端过压、欠压保护功能

● VDD端钳位电路

- j; h6 b* x1 L+ Y# |● 内置输出过压保护功能
  f' i+ U) }5 }2 [( [
$ i+ L+ J7 P/ e: v+ ?+ R/ x) I● 内置FB开路、短路保护功能

) j! P6 W. |  q● 内置输出二极管开路、短路保护功能

● 内置前沿消隐电路

● 逐周期电流限制
9 @' [  ~0 m) X! I1 @5 S8 Y4 Z" D- }
5 w4 q; a# A3 O● 过载保护功能
, g7 O3 V- V9 t6 L9 \/ `8 Z
) w2 _% V2 @4 G; z- b0 r" M● 过温保护功能

● SOP-8L绿色封装
4 g5 d+ \) H, I; ]6 ~
基本应用

● 小功率电源适配器
! U% y/ d. k" {( q% ^1 G4 \. M) e
● 蜂窝电话充电器
7 h( l; \: _2 w! W) n4 I  [
* j3 h1 }8 l6 t1 |2 B( q1 J● 圣诞灯、LED驱动器

2 x2 I- \' I% s, V) ?3 {● 替代线性调整器和RCC

: M# l5 |& J% w8 x$ A典型应用

3 b2 w9 ?% J7 o( K8 g; S0 c

管脚排列
: D9 l4 C  y3 e( E. E3 ?

管脚描述
5 P0 J) @- @* Z8 v- K" Q. j
1 [, B( Y: L5 b; o' y

$ q' P! G4 F* k' Q7 N
5 R, o! _  ~9 p# M  p5 \5 g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。

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* c2 b  E( [+ d! e- W+ ^1 h
2、样机特性
/ h6 j3 [: l" x
/ _$ e- e( M% I  a" i9 O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 M/ |4 P# f- @1 M' I# y3 m% N" s
2.1、输入特性：

2.2、输出特性(Line END)：
. b# u% h5 h- c  I2 D6 y

+ I5 M2 B2 F0 C2.3、整机参数：
* G, y8 W' j) h, q5 n# Y

! Z, i2 ?; k* e& [2 \9 p2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
/ i% K  L$ [1 Z

% o5 _% {+ t& |6 g+ `7 X* L( W9 Q2.6、测试仪器：

. g0 d4 [" F3 Z# f. \; \) f3、样机结构信息

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。

6 u" h$ t) p2 @. J3.1、电路原理图及BOM：

: ?+ `9 Z) o7 @$ j9 Z/ F( z* P3.1.1、原理图：
4 \' J9 x$ s7 o' C4 `; G' R
3 l- E0 M3 Z. Y9 \" E/ M

: i& {3 J7 S& S# d3.1.2、元器件清单：
* j5 T5 v- T& }

3.1.3、PCB布线：
& {! I1 T/ h- [. h6 X6 x) ?' n

PCB顶层布局

. u& @" P4 {8 ^4 I

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：

3.2.2、规格参数：
$ `7 T$ o! z' m) D
5 o& j+ R* S# x" ?1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
& X1 F0 x& B! S( f# w& ?2）材质：TDK PC40或同等材质；
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
( \# L* u5 m; L/ [: I4）N3：三层绝缘线；
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
% r% P4 z* |2 _) R) I, w6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
' n& n$ q* U+ y( ^, 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）)
* z5 C2 c7 f: i+ P8）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 Z$ N5 C, E) D8 t8 Y

4、性能测评

9 b5 R+ }0 r7 N  j/ a! C' b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 g+ Q4 z% w* w$ G% Q9 \( F% Z4.1、输入特性：
! {- U. `( j: j1 J1 h* 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。
: r. u+ c# h" n4 r8 y' o! d
) q7 E% i$ @3 g表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)

* H, U0 [1 A) E) ^  _5 }
; A( K: b+ k4 B" V表2、输出100%负载下的输入特性

" u4 K; W; m* j, Z8 c7 \表3、效率测试（PCB END）

! k1 b9 v5 t* Z# Y7 l表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）

: G: h' _2 t' J8 _4.2、输出特性：

4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
% E0 r) J6 G5 X% c; x

4 b+ Q1 k+ z2 w6 C4.2.2、输出电压纹波：
- P: h; H2 h% ?
, q6 f4 u& C5 ]" e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。
5 @+ Y' ~4 a+ {+ [( Y

+ y/ T+ Z0 u0 x0 d. V; A0 S

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

: O2 O) L$ s( W9 r# j" h; k

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

+ ?. D9 t' w2 U: z: N& I  W7 y: Z& Z

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

( w! r7 ^' l2 g, m7 n+ r* k

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

/ b  m6 I8 Y8 w: l4.2.3、输出恒流特性：

4.3、保护功能：
. F! i- t+ R; R* d) c6 ~$ ?) l
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：
9 L! K/ d7 K" J& g2 X8 ~

% k9 p9 ]; D) [4.3.2、短路保护：
$ ?% c/ @3 O: p( V# s  u" |/ T

4.4、动态测试：
  c" d: I& R  h" b
- k/ D/ r/ {- n8 R$ ?: q8 m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。

7 x, ?4 C, }# l

% W+ i7 Q& {; ^5 k9 Y, V4 x

AC90V @ 5ms

. L1 \( P% p$ E$ Q

AC90V @ 10ms

9 T5 ]7 g+ G  m

AC264V @ 5ms

" |2 [9 y  d. R# ^# I3 M7 p! K( I

AC264V @ 10ms

+ W! @1 }* V# q' X4 C4.5、系统延时时间测试：
# D/ n) [& d7 \7 i
注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
7 _" J, \! W1 L! m& c1 W6 }

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

  W/ R! I, X) U8 R. t

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

* H/ M4 F' _/ m) N

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

0 d9 b' }+ j5 [0 j

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

0 f* M' G- }+ C: n+ {7 Y% r/ J4.6、其它重要波形测试：

& s2 J$ E; B0 `$ o& ?3 w注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
! H9 u6 Y3 C. v5 g
+ r- p" ~3 N: A% O2 s

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

2 x3 E5 M7 H2 J5 |8 t* r# v' U* }% a" h

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

- C: }7 Y2 C2 ~+ b; h2 ?

AC264/50Hz 输出肖特基电压

. \6 f7 h, X9 O  E+ Z6 J2 ?+ ^+ J4.7、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。
+ }0 v6 w6 w* c8 ~: G- i0 b
- d+ V. h( b7 x- ]

测试样机及配套外壳

1 G  u: `9 Z' j; ^3 W" }  X温升测试：(℃)
: S& g+ ^3 a( k

, D/ y4 O: y& a" r" n
) n6 E& N8 I, Z0 z, c5、EMI 评估测试

. z! G: n# i, V0 ~0 z测试条件：
- h+ K9 B8 k/ e- ?- i! S$ Y- Z
& k! u" t! o8 R3 n- M4 I输入：AC230V/50Hz；
输出负载：12Ω/50W；
3 j, l4 @9 v) ^9 l, s# Q限值标准参考：EN55013、EN55022B。
6 x, f# V0 ~* l

AC230V/50Hz 传导L 相

# ^! v) k! ?! R5 G7 K

AC230V/50Hz 传导N 相

2 g9 U9 o8 b0 v  R

AC230V/50Hz 辐射测试