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 p0 f( i3 G& E1 m0 t
# U, u* G& T8 V4 |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？
8 {* ?/ C7 P% k! J* I8 h
! Y5 X( l% a% f& h& K1 ~1、样机介绍
' y% O5 Q0 P5 ^) {
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。

: L7 c5 L: e. g+ l: B9 a& E

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

: E. W9 P/ c+ u8 x* ?CR5216SG
' o2 R3 K" [5 h) |- ]9 C
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。
- Q7 f, m% M( |1 A1 k
0 |1 M( P6 m9 a( D" O( i5 e* S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。
4 z- j5 J1 f6 n, G& b2 o
- t3 g* p5 E6 ?3 \+ u/ @; |% yCR5216SG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

● 低启动电流
  u7 p1 _6 L! x+ `3 a9 Y- k
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
6 p7 L; Y- y" i# e) q
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
! y0 b$ r1 y2 i+ R3 }; X% v
● 动态负载响应功能

● 可编程CC/CV模式控制
( H/ ~& ~! [* t- c8 f: g4 |0 ?3 O
# h2 C- t* t0 A2 x: f8 T5 T8 p  W● 高能效QR控制模式

& W  f; o5 ^4 @8 g, J( o● 内置初级电感量偏差补偿功能
1 _& c( x7 ^/ h; b9 o
● 内置输出线电压补偿功功能
, ?# |( t) [% j! i' P
  q. K6 A4 m; c# T$ |( v' Z7 F5 L● 内置全电压功率自适应补偿功能
7 R1 V7 D( p7 S" y0 ?# a8 x9 n
● 无音频噪音控制技术
3 d, v& H- g! N6 Z+ @! Q3 K1 [
% ]- g1 z$ p9 F● VDD端过压、欠压保护功能

7 }5 z: Q! B) S, ^' Q- G● VDD端钳位电路
5 W1 w! o/ s7 ]/ }
● 内置输出过压保护功能

- |4 x- w+ U$ c- q4 s1 n8 L: V● 内置FB开路、短路保护功能
9 F+ M/ Y: J; K) g' N
3 _' H1 F/ q$ k9 s/ y● 内置输出二极管开路、短路保护功能

, q2 J$ v' K4 W● 内置前沿消隐电路

' N/ |, O. Q6 h● 逐周期电流限制

) L" n3 Q; v6 p+ t, o● 过载保护功能
' B3 B$ n6 G  q( `
● 过温保护功能

● SOP-8L绿色封装
" m+ c( T+ G4 r4 c; Z$ Q- w! t
' G6 B! M/ ?  e. y基本应用
. N0 ]  l9 u) L+ u1 F; n7 w% ~
● 小功率电源适配器
/ d4 G, A1 x0 S8 L2 _  B# b
7 k: h0 }% w: E● 蜂窝电话充电器

0 r+ w8 Q9 e: r  v- i, L● 圣诞灯、LED驱动器

● 替代线性调整器和RCC
2 P1 t7 P- f1 y5 M( S
: F) G/ j. G* l0 B& P( f# u5 t- |1 f典型应用

管脚排列

管脚描述
' d9 n7 H9 h* C/ J+ ~$ }

: X5 F: r% D5 H) i+ N8 w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。
# g- R* w+ D& E! M& I5 n
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 a" u0 X# [- E. ]6 l' D' L
# q" L# f4 w2 M: Z7 a% \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。
; b$ `- I* ?8 K# B+ @  [
2、样机特性
. b, Q, {9 S& A5 |' }9 J$ N+ {
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：

+ @/ G' \0 k9 Z* ~. ?$ c$ W2.2、输出特性(Line END)：
! Q; S3 L$ W/ x) L

2.3、整机参数：
) z9 l# K: e5 I+ d( Q7 z7 z

9 r+ M# I; w5 N# L$ E2.4、保护功能测试：
0 f$ u2 M5 w2 M2 }/ X0 t  \3 O2 Q

0 H- |1 q/ |- b$ n8 i! l2.5、工作环境：

2 {6 @: F7 g# s* f& I- Y% g2.6、测试仪器：

, u, e- e+ c, u9 t+ q( d* O. _1 n2 Y3、样机结构信息
$ M6 D  {+ z0 i4 M, g6 o" e- Y
% W* z/ R8 M% d' w3 v& O; L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 ^8 A5 f: G6 u2 y1 z6 V, M3.1、电路原理图及BOM：
9 z' e) Y+ K5 ~. w0 t2 I8 y/ O( c
3.1.1、原理图：

3.1.2、元器件清单：

$ y- p, M0 r% _& F7 G( T

; j7 M% V# d3 L4 x& j: @8 N/ W3.1.3、PCB布线：
; f  r7 c1 l1 l. o$ Z# ]9 h! j

PCB顶层布局

PCB底层走线

$ y3 ~3 ]$ N, \4 s1 t. \3.2、变压器绕制工艺：
' d/ n9 L" P( o! _" \' D8 ^
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
) V( S% b7 v6 o3 \! e  g7 K, ]

0 ]8 W+ D9 b, L( j3.2.2、规格参数：
3 r' i7 T$ W- s# ]
; b# K- ?" h( p# h1 |! A( D! t4 q1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2）材质：TDK PC40或同等材质；
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
5 t; X4 D) ~; e! A+ y6 o; v; N0 n4）N3：三层绝缘线；
5）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
2 r' n; |8 _3 O% |
3.2.3、变压器参数：

8 @9 D, S2 u/ n4、性能测评
. R( r! w3 y$ d/ b8 g( G
1 R2 S3 E1 [7 d! s& c/ A7 J$ Y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。
. r& O7 a, `0 t# J9 {1 O  w
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。

3 i" V8 }  |0 X, }% R8 f) A3 x4 m表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)

* L) ~9 L$ l# W2 K9 l# w
表2、输出100%负载下的输入特性
3 F3 i- n9 r: u# e7 P: N! a# v

1 [- v1 c& x/ R表3、效率测试（PCB END）

表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
) \3 d" l- A  d/ I

4.2、输出特性：
4 Z5 F$ Q' Z* [& X5 B7 K7 o
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：

4.2.2、输出电压纹波：
, ?' ~% f, l5 h* P/ Y
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。

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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：
  E" i/ }6 h5 N- K! _- r+ D9 W
: u0 y; A6 s6 u! U, x. T( q

* a) J" S3 X, P2 w4.3、保护功能：
6 D- v6 _; b/ n. R' |1 ]: j
( I3 o1 B$ Y  B6 @注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4 E0 d. }% U# X, @" V
. f% k8 {7 V% K& N; m4.3.1、过流保护：
# Z& T8 t/ j7 d9 o$ y7 ?- N, d

9 a! I, \% y8 ?, a! b4.3.2、短路保护：

7 k1 s. a: g( w7 y0 N( b4.4、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。
* ~6 T6 i- i' h$ t/ `

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

. }4 {4 `) M0 |9 Y. }7 q% j. F

AC264V @ 10ms

7 e& ~8 Q2 K. C# F4.5、系统延时时间测试：

注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
0 j2 u: O) \# |2 W/ x
- G# E, ?+ J& Q( o2 J* H

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

8 ~9 r0 E4 e! d5 T4 w, ^* k- q

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

* w' T- X/ X5 _4 J0 P/ n

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

, c8 x6 v' y. z! ^+ q! e7 G" k1 k

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

/ n, `$ ]/ Z* N& k8 M4.6、其它重要波形测试：
1 w+ W  [  h. v; _" _+ V
, C7 r1 O0 N6 R' r: }! k注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
% G9 |: x( G* |+ v
. u% n* |5 u$ O1 O5 N( B

AC90/60Hz，100% Load

$ n9 P4 D0 s" E! ~& q1 q  K* d

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

8 q8 o$ J0 ^; @, f$ p! }

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

AC264/50Hz 输出肖特基电压

4.7、系统温升测试

* V: B+ {! c! K  O4 Z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。

$ X7 T+ O" @" t# f2 |& F/ Y* S

测试样机及配套外壳

! B" h) a( f& p6 H) A温升测试：(℃)

5、EMI 评估测试

测试条件：
8 k% i. F1 p* ^! M6 c' }! M
( W: d0 P8 J  W  H输入：AC230V/50Hz；
输出负载：12Ω/50W；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V/50Hz 传导L 相

- _9 f4 d( x+ L! _: m  V. }

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试