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？

1、样机介绍
" F* e. f2 Z/ c4 y9 Z3 h% N
- O& \( T9 G4 w! S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。

3 C, m4 J0 D* O# |1 l

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

CR5216SG
5 u; l6 k% W5 H/ H$ A
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。

9 \, ^  y6 \: q3 F; R& R- M, X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& B9 R0 N. t0 }
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。
) J2 p7 Q: r8 O2 ]0 m) U
* _  `# C1 E. N$ z芯片特性
: `4 H9 u, Z/ c2 a( g5 i6 N
+ h, }' u% O) N) I6 {. B2 M% G● 低启动电流

5 g0 \. x. `. j( N1 w4 ^● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%

$ ?+ U7 y. ^+ E. u! T2 l9 y● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

/ ^1 r, M& V: {, y* A+ b! B, F, `● 动态负载响应功能
* l: ]- P/ T% X. e/ p! k5 O9 |
* Y6 \! F$ B6 h  g● 可编程CC/CV模式控制
! e: b8 }, M, Z
# J0 T+ U+ n1 |6 X● 高能效QR控制模式
2 r% T& j6 q$ b# N+ ]
● 内置初级电感量偏差补偿功能

2 A; I! j! l% l1 r( Y. I( ?● 内置输出线电压补偿功功能
, R0 g/ ?8 ]9 D  d( x
4 o' H; H/ Q2 X4 k. {: E0 r● 内置全电压功率自适应补偿功能

● 无音频噪音控制技术
: u. O' Y' H+ I; j6 Q" ]- J# \
+ H! ]! O' ]1 }- j' J● VDD端过压、欠压保护功能
3 l( r) D9 W. y8 d6 k% C) j
% [* ]! {) z5 a* y3 u- N$ I● VDD端钳位电路
. `+ w" v$ I% b( @' n
; f3 o5 h; z7 W● 内置输出过压保护功能
2 C  N6 B1 N. Y8 P. a$ g  n" c( ?
3 A# K) j. l6 Y5 Y) V6 q2 V2 y● 内置FB开路、短路保护功能
/ i: U) r' i7 @$ A
● 内置输出二极管开路、短路保护功能

9 V' N4 a4 M1 S$ ?1 I● 内置前沿消隐电路
6 c- G! ]6 s4 Q' |
8 l; f* Q: ^6 j5 |● 逐周期电流限制
, r/ j. p0 Y% w* _9 p" l
● 过载保护功能
3 q. J) D! ?4 D( U
/ k3 j* x! |, W' }● 过温保护功能
3 P& P" |5 S' P9 R1 K
+ T0 }; i' A- r0 T: F● SOP-8L绿色封装

( y8 R! J# Z1 x2 `$ d, W) a7 C基本应用
$ l6 J/ c* E" _( \, C/ G" a
● 小功率电源适配器

● 蜂窝电话充电器

● 圣诞灯、LED驱动器
# @- v: ?" a8 n+ D. j7 m
● 替代线性调整器和RCC

3 }, j; _" c4 @, F  f; [典型应用

管脚排列
; R# O4 e# _: L; [- Y+ Z

管脚描述
% S- l4 Y5 n, S  W6 O$ m
! Q: j( l: v8 Y" s' g1 O( a9 C

9 s0 }. D+ T7 y1 M
3 ]; x* H( Y+ 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。

* @+ D: f) e& M: b! J0 O$ C: ^7 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。
( a& ~. n  ]# S
1 B( s% U' W% {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。

: e* W5 l6 ]% c0 o! D2、样机特性
6 r0 j2 S% V* `" j( {
& G; e5 G# J+ K$ a1 W/ K% 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：
1 Q: @$ R2 _9 t) _; z# N  y0 _

2.2、输出特性(Line END)：

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
4 }: ]& e/ |  U% n/ e5 S

3 R' o- t, n3 S- |) r+ P% T2.5、工作环境：

2.6、测试仪器：

3、样机结构信息

6 \! W* H9 h5 }) p2 R/ K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 i- f) g4 P, a. N/ A- c9 v
, f1 Q- ]3 G: L" o: ^% K3.1、电路原理图及BOM：
7 L3 u, `$ f4 E3 B: [
/ k9 M$ T/ O% |% C, Y2 x3.1.1、原理图：

1 ^- c! Z# B# j: E

3.1.2、元器件清单：
: X; ]% N) R. Z9 z4 Y

; y$ q. z$ }5 J/ r4 F3.1.3、PCB布线：
$ h! |2 `5 R& q: y) b& k
$ Z. r/ g9 I: B# M" }+ _

PCB顶层布局

PCB底层走线

7 f% n! F" p4 R# s; E, t$ X3.2、变压器绕制工艺：
8 e& v; q% X" [' o. r
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

3.2.2、规格参数：

) d7 ~/ X- W8 G( L; `) E& o1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2）材质：TDK PC40或同等材质；
/ d8 ?. g; l5 m) E  l3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
4）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 G, i1 n+ L: G! K4 }# _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：
  j. z9 Y8 R) W

2 W: I8 h! b5 g9 d* W4、性能测评
+ N' V9 [& A( n' A5 s% q
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 V2 ^* P; {: j( L
4.1、输入特性：
- c. |  a7 V/ R$ g5 j$ h
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。
4 R' o- ~6 f/ |8 h5 b# n: b
表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)

9 x6 m  Z1 Q) b6 S& @
表2、输出100%负载下的输入特性
2 o) q/ Q  |) a7 n+ g# V7 C, E

' j/ c5 T( \* X/ A0 d表3、效率测试（PCB END）
; s  |- q3 K+ |/ `' L

! K: p- O) R6 C6 \5 T/ e/ I表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
7 y: G3 M1 g% I/ }, S# R  \

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）：

4.2.2、输出电压纹波：
3 M# _; |- h5 C! ]( }* h
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。

- g" s3 }" W; }! _, g4 _- g  H

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

" e( P6 N) r5 u, y7 @* |# v( s1 L

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

4.2.3、输出恒流特性：

$ S+ o* @8 \7 k7 a

( F4 I: w9 o! b" A$ ]; X4.3、保护功能：

- O& G$ U0 y4 r1 Z- N注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
& V  W* P9 H* ^$ f' p+ r" R
1 u- ~, |9 D/ _% c1 X+ Y4 C5 F2 q' l4.3.1、过流保护：
7 W' L- K% W# \% j1 `: V

4.3.2、短路保护：
. Q  W$ ]+ Q4 }" @* x

; @* W# I8 T* p2 r4 }( P4.4、动态测试：
1 B: `1 x0 w3 ~- s) y
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。
5 |1 r+ M. }! b

AC90V @ 5ms

( n% v% k$ z& R5 F. N

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

! c8 e5 Q8 j" {; K注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
* d: x2 g) Z+ O# i# X4 _4 H* K

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

: v+ k4 L! I: O! M0 I: |5 c

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

) y9 b: g; s' ]/ O$ o% p, U6 ?* o% y

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

4.6、其它重要波形测试：
% o( T' E+ Y9 h3 R" m: b/ T
) @- _8 \( }) G0 r( z+ A注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。

7 q$ ^4 ~) k) k+ H9 ^

AC90/60Hz，100% Load

  a9 X  t9 R# s4 T* a+ \9 T# w

AC115/60Hz，100% load

/ N' E& X& o. L% z' q9 H. p& j

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

AC264/50Hz 输出肖特基电压

. G" S) X, |8 P' C/ [4.7、系统温升测试

7 i: @, N" V- j2 o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。
) ?, i9 N) I+ P8 H, g
8 s! I! q! O* t4 i, Y5 n4 e3 N

测试样机及配套外壳

( P. {6 C4 Y. D- l/ V2 ~温升测试：(℃)

, K  l1 ?& d; J2 A5 _2 w
5、EMI 评估测试

测试条件：

) c& D9 y9 K7 X% m# z% j输入：AC230V/50Hz；
4 S% K% f' w; x! j! s0 l输出负载：12Ω/50W；
; H3 m$ |% N! x" J! `: ^限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V/50Hz 传导L 相

3 W  j8 P% T# x  n* {- M

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试

/ Z# y' v) M" I