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？
  N7 u% ^" r. P3 p. `8 ^! j
+ L6 }& Q# Q. B$ \5 K8 T1、样机介绍
2 P* ]! Z. U2 J) J
, }9 D6 P+ r8 @5 K: }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。
* v! a* G* E2 d5 b$ h5 Z; k1 L+ G$ D

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

CR5216SG

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。
8 j) |. U1 ^1 T, P. l. _; g) Q) \
) a6 f% P: z/ K/ t4 M# W* E$ s9 W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。

芯片特性

● 低启动电流

: {" Q( s* a& D1 m+ k● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
5 X, P: S* i5 G7 ?
) q6 s( J- L+ k1 b● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

* W! D! y7 _5 j. K! H( \$ N● 动态负载响应功能
2 o( H. p* v& X0 @: c: C
● 可编程CC/CV模式控制

● 高能效QR控制模式

● 内置初级电感量偏差补偿功能
5 P! v  I! A; Q4 u& S3 `8 T* E
● 内置输出线电压补偿功功能
8 c5 v$ R% U+ m2 c$ s2 o* w; _
+ L9 n" l: b( \● 内置全电压功率自适应补偿功能

! F) O' R) D: \( f% G% S● 无音频噪音控制技术

● VDD端过压、欠压保护功能
. n0 p( \' |8 u
' }: f) B" Z+ ~0 N: K/ G● VDD端钳位电路
, L! ~7 V7 P7 M. L7 p" n$ P) |
3 w. J: Q0 q. r: @# S6 d: T: ?● 内置输出过压保护功能

● 内置FB开路、短路保护功能

● 内置输出二极管开路、短路保护功能
* U2 w0 R$ C2 g4 B8 J2 q
● 内置前沿消隐电路

● 逐周期电流限制

# u. p% Z, }5 o( ]0 @4 Z● 过载保护功能

● 过温保护功能

● SOP-8L绿色封装
& O% a2 \: X% {0 g; h
0 u* U& |2 U$ w" w6 t. ~1 u) P基本应用
9 E- B4 W1 J8 f' O! _
● 小功率电源适配器

● 蜂窝电话充电器

● 圣诞灯、LED驱动器
1 U: J4 T! M9 C7 Q% r) Z
● 替代线性调整器和RCC
; X2 M+ q/ B1 V% s' h
典型应用

, l6 Z% f. v5 H) y. F  l+ {! k- u( Q% N

管脚排列

管脚描述
# t5 W, \3 r& y+ |

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。

* C- O5 z8 x7 K+ A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。
; P+ m8 i+ v6 s
; l2 w; L2 H# b+ D0 v6 I$ U2、样机特性
/ J3 [, S; O6 K; ^6 y1 {
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：

2.2、输出特性(Line END)：
& ~+ p2 H3 x! Z  v/ }

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
) x1 Z% g* u  P7 x' c# n

2.5、工作环境：

2.6、测试仪器：

+ v1 P& b2 g4 d8 Y  _4 _5 H1 u& }3、样机结构信息
. l4 |2 O8 }1 t' |% |
) t+ M( I9 f: ?, ]/ f% w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。

3.1、电路原理图及BOM：
0 c( p; h, q8 V% U4 A. B) x9 c
3.1.1、原理图：
; c% r0 U. Y! H: ?5 O
% r9 t5 }+ T. Q+ H

. x4 h+ w: Q4 S5 Z6 z8 E3.1.2、元器件清单：

) y, j# F( O" x' g6 _; O3.1.3、PCB布线：
/ t4 i) c9 |9 Z6 ^
/ @  ]& A4 ?0 ?" [! L5 m: A4 _+ L

PCB顶层布局

PCB底层走线

. s1 k% {" R7 G5 |+ D+ U: G3.2、变压器绕制工艺：
+ S+ r& \3 ?. z1 c7 c1 _
$ S# c9 A- [3 W1 U& p3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

3 y# V4 _: ?: {

3 c% @" g" C* z- |$ {  j& [" w& |3.2.2、规格参数：
3 e/ ^: V/ B1 J% V
$ b2 W  ?  c. |+ j# s1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2）材质：TDK PC40或同等材质；
+ y9 H' r8 X; u# O8 m) D1 Y3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
9 K5 r0 h9 q1 p% N( ~9 l4 b6 Z6 A% M4）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）；
" ?: S* a; L4 Y8 V7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz）)
$ m  R4 d0 {$ f/ c6 o8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
# y' D/ b# e5 _$ m+ J5 X9）成品要求:浸凡立水

, S/ J$ T- P2 j8 D/ M3.2.3、变压器参数：
/ d! E6 N% o: ~

9 \- D3 W3 m4 ?& K8 m+ u4、性能测评

; B! K# i9 }4 G8 {8 T4 @" 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。
6 M) _" G9 P' ]+ p9 @
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。

4 M* k: W% k$ W2 p表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)
* Z" j" T8 G+ q# _/ Y! j9 \

" i1 T" V9 L0 H( I# M
/ b7 n: ~  y7 Z5 Y0 d" V表2、输出100%负载下的输入特性
0 H( o* V! X$ Y8 `) B

- T3 D8 _4 P0 S/ L) e' h  N) o. F表3、效率测试（PCB END）

表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）

4.2、输出特性：

; E( v4 J2 a3 H0 h: D! ]9 ^) J- X$ N4.2.1、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：
. {( @: ]* z: @: B! l% T' l  d# F
1 T1 r, }/ H3 |/ k0 p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。
0 F8 @2 k' b2 \) g( z" O) L

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

+ y! b7 i0 ?1 H  M$ P) h7 H! f) C. a. L

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

3 b2 V# v& m7 ^6 X) G; f

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

4.2.3、输出恒流特性：

3 `5 D4 @+ g' A+ s/ @% _# H' M' `5 a' H4.3、保护功能：
6 s5 h7 f9 C2 q# T& ]
+ {6 K& |* ]5 ?8 ]8 Q2 P- I注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
, |( L7 g7 k; }7 W7 _4 C
$ Q( T9 D# o% ]* C' H4.3.1、过流保护：
: _% ]# F0 o& |7 A9 g

4.3.2、短路保护：

4.4、动态测试：
7 t0 x  ^9 @) w+ j5 v* e0 f
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。

& B; x9 {. f5 }4 p: v

AC90V @ 5ms

( s4 i# d  ?2 P5 f+ U

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

: `; |8 f+ N+ J5 g2 ~$ |) a

AC264V @ 10ms

0 ?$ ^% L6 z4 ?$ y# F* Y9 X4.5、系统延时时间测试：

/ @5 H4 E7 `* Q7 ~) f注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

  R3 r! y+ o. r! N  }

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

& a% U) h- u  T9 t% b- J% k9 ~& @# `- H

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

4.6、其它重要波形测试：
5 T- c: b1 Y, N/ q. e2 Y( N
2 w* E1 Z+ \3 n4 S7 b& N8 e注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
1 C' ^2 l1 C! a3 J: k/ G$ H
4 H) Y! y* }. g" U+ W/ t/ ]

AC90/60Hz，100% Load

! u+ i2 H* \3 N+ }. E6 K% N

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

1 y5 h0 H8 L3 O& ]1 Q) x5 S6 w9 ~# C

AC264/50Hz 输出肖特基电压

4.7、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 O+ T/ R3 s8 L1 L

测试样机及配套外壳

4 r. W# z- j; n$ {* n5 r; F温升测试：(℃)
1 d; n) [. X  Y2 i: Q% q& b% V2 O

! ^) @( V1 S' @7 O. g* o
1 ~0 N0 V+ C: }) U, S; a' q5、EMI 评估测试
2 Z$ J9 r4 \* h0 T4 A# X7 q. P
& P' D2 @* N3 d# @! h. r) @测试条件：
4 X' @, R' P/ U( m# S; ]% t; k/ U; M
输入：AC230V/50Hz；
8 F' t- x6 b# N& p1 N# t# r  Z输出负载：12Ω/50W；
+ b9 v( H3 N6 D) n* |+ \2 r7 W$ B限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V/50Hz 传导L 相

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试