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

$ X# G  ~, K9 K( y4 j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？

+ J2 ?+ J: o1 x3 l6 m' n5 B  _1、样机介绍

3 P4 {7 \2 `7 E( X) G, N& q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。

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

+ B: n, B% F3 n0 k" uCR5216SG
  A7 D5 a# Z1 D, h# g% a
6 j- y2 F% ]+ S. z' w3 K1 U6 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。
, S! D4 O. U, T4 o  S
+ a. @( m0 ~' m1 D* g5 o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。

. M4 x/ v/ }) l: e9 CCR5216SG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。

9 O" ^, R9 w/ J: {芯片特性
. I$ T% R+ W% _; e0 i# b
. D; P( g6 e/ X! e● 低启动电流
6 A' T9 c3 \7 f/ `; O1 A
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
4 s& g; ]$ w8 [7 x; w* J
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
  f6 @) }0 h% _1 T% J! n; W
● 动态负载响应功能
! A& I9 S" a0 Q$ J
● 可编程CC/CV模式控制
% T" `  `9 ^+ U( i
7 d6 o5 f( C1 R; E+ x2 g● 高能效QR控制模式

● 内置初级电感量偏差补偿功能

9 q  b5 p2 `5 l' C/ s  [6 j● 内置输出线电压补偿功功能
' l0 D% |% u3 H& ^" I
0 n) y  R+ G. o* C● 内置全电压功率自适应补偿功能
+ e) Z' N* s3 X1 U/ {1 K8 |  a& e
● 无音频噪音控制技术

) j) D7 C, Q# \) Q- t● VDD端过压、欠压保护功能
6 J+ A5 ~9 e$ D* q" R
( _* T0 Z. d+ q5 M( k' |% O' f+ H● VDD端钳位电路

: ]2 D. a' m* B" U● 内置输出过压保护功能

+ b2 T: p2 y& b● 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
8 X  t! }4 C7 k6 J7 Y1 G
9 T' N7 i8 b$ y# w0 [6 a● 内置前沿消隐电路
* w3 F' I9 a8 o2 o- |3 T
: J; V5 C$ k; L● 逐周期电流限制
7 [) n  {3 M  T# i) g2 R- @  z% T
● 过载保护功能
9 d. E7 F1 k$ L4 Z& c- b  a
● 过温保护功能
) J* b7 M5 c! H6 w8 m
● SOP-8L绿色封装
: q. G* x2 @1 m0 G7 I8 v3 F7 y
5 e5 u3 R6 }: V基本应用
# G% S+ U! s# T3 U, `
● 小功率电源适配器

* D  z" A1 L, p: Q● 蜂窝电话充电器

; L3 ^/ K+ e1 T" d6 O8 }9 V$ f8 J● 圣诞灯、LED驱动器

● 替代线性调整器和RCC

典型应用

5 C7 p% Q7 h9 w: {

管脚排列
( f+ r/ {& N* c6 P( i, C! [

管脚描述

  I' F, m; [) b; _

% h" [  h- N% v3 n( `6 ^0 S5 u: 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。

! Q( }! s* _0 J  |) F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。
' Q& r9 n6 l" D8 Y
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。
; X7 |1 M1 P, H8 ~# u; |
. b: k' w, X7 Y3 `; ?$ C2、样机特性

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。
/ A  d, T3 P2 G6 z% l" T. b$ T
1 i$ }6 K+ R7 G2 r* ^/ n: [( t2.1、输入特性：
' s: I+ ~1 _# A" G# v; u

7 q' |- ^& M& C$ F, {2.2、输出特性(Line END)：
3 k% ?7 s: {$ O1 g% v7 G

2.3、整机参数：
4 Z5 L9 \) c7 n( i$ Z( v) `# e8 P

2.4、保护功能测试：
% `6 _8 X% b' R- I9 G" x

2.5、工作环境：

# W% h. v! D& ~( Y' K1 c2.6、测试仪器：
5 }9 j9 I, Y) m( s4 H; N$ E

3、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。

3.1、电路原理图及BOM：
( ?. b# y- O2 F
3.1.1、原理图：
$ l8 f2 ^1 L" h& r7 ?
& I( O3 b) y1 f4 k2 K

0 p/ ]0 Q0 S$ _8 [3.1.2、元器件清单：

# G# ?2 o' ^+ i" c% ^

3.1.3、PCB布线：

PCB顶层布局

PCB底层走线

+ W$ A4 S5 d! q% k8 D2 j3.2、变压器绕制工艺：

) t$ J# Z5 P; B0 H; R3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

/ r3 v1 Q: M" [  x9 o! \

) R9 ?+ m! b; J: Y. u3.2.2、规格参数：
# I: s( [  @2 O9 m! B# ]
- l. Y+ j: L1 U9 C2 _1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
/ m& U4 p8 k( i5 l  Z) |2）材质：TDK PC40或同等材质；
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
, a( [0 u; A! v: B; X4）N3：三层绝缘线；
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
- h9 u$ F6 W+ P; @. i6）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
; ?* D/ J4 t. I6 W+ w
3.2.3、变压器参数：

$ |1 e; }6 H2 D

( Z; @* b! _, Y7 s. W" R4、性能测评

! c2 z* _  X. Z) A  G$ T$ h4 a5 z5 y5 m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。
) b- l- b8 j, m; ]2 \+ D  z  t2 s0 Z
4.1、输入特性：

1 F: x- f) c; f6 J# b7 y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。
6 w  `( l4 i+ e0 N
# i' S; m# E% C  _: V. s: U1 @表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)
9 Z7 A& A$ ~, B

: f& [( a  d, w$ Z- o, [& e. }
: V- `! |7 B0 y$ z" U1 F表2、输出100%负载下的输入特性
# K* y/ ?9 i" m

  i% y7 L* s9 s9 U  x8 [表3、效率测试（PCB END）

表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
1 y  r+ \( p$ O

4.2、输出特性：
4 ^9 E! f( W; \5 O
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：

- Y, O8 \: \9 l4 C5 h4.2.2、输出电压纹波：
% S) A. T0 z6 h- B# e* L9 `$ R
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。

$ k3 \$ T& O2 H

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

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

+ e2 _% g) \) L2 x4.2.3、输出恒流特性：

" a& o, \' B( x. t( X) w9 k$ m7 c2 Y$ N

+ r% k6 p/ w9 B4.3、保护功能：
3 R1 ?7 I' j( s' y, j6 `; l
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

& B  H" X6 D; p4.3.1、过流保护：

/ I; ]2 U; ^+ ?: m9 y6 D4 Z4.3.2、短路保护：
% ~0 E1 T$ l- ~% f9 F

- c- F4 l" y; o3 F$ T( f" J, y4.4、动态测试：
+ V# B) D  z# Q1 l1 r2 E
5 u4 c8 l3 I% x+ h" R8 Z+ u8 M5 {3 v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。
! x' P, C6 B$ d* O2 d# m

: j8 z$ Q3 p+ W* o0 E2 V

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

: V/ K! u9 a# c, Z! L. x# j! T; m

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

) }5 \2 p! }) Z: L  w: o0 U

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

0 q! I; [. o. j" _6 [! f

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

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：
1 r8 i, m: t" i  x- o' l
9 T6 ]( \  a3 S+ U( E8 P注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。

1 X: t: C6 A2 r) `" d0 i

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

/ B$ g# M. y6 g) T! |

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

1 D! l' p( f0 E

AC264/50Hz 输出肖特基电压

" v8 W9 O& K/ |9 h- k7 ?5 B4.7、系统温升测试
: t6 W! o2 O! v* V
7 ^9 R9 `/ I1 c' y& [) Z) \& B2 d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。
7 y2 Z2 a6 W! H6 {, n3 b3 j

测试样机及配套外壳

9 i) O  I4 {3 S; k! P+ t温升测试：(℃)

" Q9 g7 T8 Y; v  _$ S; t
5、EMI 评估测试
# b( E$ r6 Z% J+ y' o
测试条件：

输入：AC230V/50Hz；
( \3 x4 I5 g/ s8 h输出负载：12Ω/50W；
2 j; w' P2 ?( m- d" m限值标准参考：EN55013、EN55022B。
: u  h; P- B$ A+ t

AC230V/50Hz 传导L 相

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试

- f! A; H7 O- Q. Y3 N, x/ ?7 X0 F