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

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 r( b+ Q: O! u3 m- S: W

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

CR5216SG
2 r+ g6 h) j! J+ p, m  P0 @
+ \$ \# v5 ^' ]0 JCR5216SG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。
: o! e9 J+ u! U/ X$ U
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。
! q9 q7 U  X: q$ O0 ~
7 P; p/ C% r4 u" H, bCR5216SG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。
$ `3 n+ ?' R2 C% ?
芯片特性
9 e. `" E  ]8 U6 a0 V) a5 v) U0 ^/ v
6 k/ i4 L% I" L9 T2 g# R● 低启动电流
8 L1 G$ o7 ^- G  c& T( J+ E
: |' t4 v, v1 z# c9 R; }6 J● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
7 f; r% ]" R! a; S; w8 y
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

● 动态负载响应功能
8 D) C/ A+ X' l% W8 i9 D
● 可编程CC/CV模式控制

& C; ?! [* S3 M- a● 高能效QR控制模式
- ?0 [. u& l8 H: g3 f# \
* I4 V! f; V1 u% _) v* ]● 内置初级电感量偏差补偿功能
9 ^  @7 B: e- c2 |2 U
5 z. `' Z! W- f* M* s; l● 内置输出线电压补偿功功能

● 内置全电压功率自适应补偿功能
/ x2 |" S- T; E8 _, n
● 无音频噪音控制技术

● VDD端过压、欠压保护功能

. Y  ~4 x6 Y; N; {● VDD端钳位电路
! w4 L: I0 O# k! s3 Y
● 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
- H) c; h* h0 Y' h2 {
● 内置前沿消隐电路

8 C; p# H6 [4 C1 q3 [3 b● 逐周期电流限制

● 过载保护功能
. i! l( B6 }. u  K, ^/ {
: q6 T1 k. r( t2 A- A% @● 过温保护功能
, ~6 S6 n) p& C+ x5 i0 ?+ x
6 m7 z; p1 b" N" W( _● SOP-8L绿色封装

基本应用

● 小功率电源适配器
( K, n4 h2 c2 B: P
8 h1 n* c+ N, m* n+ a* E6 M● 蜂窝电话充电器

● 圣诞灯、LED驱动器
; o0 {4 [( o6 v4 T7 s+ e
7 Z! g  \/ `9 n5 m9 m! T- P" m) i● 替代线性调整器和RCC

典型应用
5 X  j  L+ E; _. J" m/ ^, }3 ^
: {+ z8 d% e/ S' ~

" ~9 x3 h0 h5 g9 d) r. J管脚排列
0 B* h3 m+ |9 Q+ B1 S

管脚描述
! B3 v* L6 u0 `% z. C

( ?, t: H: P9 S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。
( C  ^! t5 w5 \! Z# b7 {+ C* H
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。

/ P2 R) L: \$ @& l5 Y2、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。
$ _3 G6 M, B7 j/ F
4 F0 [% i7 ^3 N: i$ m2.1、输入特性：

2.2、输出特性(Line END)：
0 d- k# r0 @- p

2.3、整机参数：
3 d( H* N0 R2 i$ w7 ^5 h

( l! P9 R, m! P! \1 V  m$ P! }2.4、保护功能测试：
) W/ j  x, e1 ~% W, e( m

4 x# u- _+ h' Y4 W: v2.5、工作环境：
* C7 J! r7 K  q! [% [

2.6、测试仪器：
, A" j% d: y3 I; ^0 j* g

3 W% K! r3 u, D8 l+ G3、样机结构信息
6 R* L; Z" w/ `" ]0 K- i! k) J
$ s2 Q0 m' [/ B5 z3 u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。

& t& X5 ^$ s& c" }( @% m- E3.1、电路原理图及BOM：

3.1.1、原理图：
! [3 V$ v! t. U3 Y; O; v

3.1.2、元器件清单：
! N0 H" A7 |- [0 R" J: j0 j

( ^7 l5 M, F- }8 u! L3.1.3、PCB布线：
, p3 f. Q& I4 f6 o1 ^, X7 |

PCB顶层布局

PCB底层走线

3 Z9 T) x6 d3 E6 y( S3.2、变压器绕制工艺：

3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

, D5 u! c* m- ]) ^3 ?

3.2.2、规格参数：
6 ^# q& M5 G) Y" y: _; g
5 L7 P' Y& }' j8 X1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
' w$ T9 F$ \4 h2）材质：TDK PC40或同等材质；
3）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；
) k1 i7 |, H5 z6）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
3 T' A# Z# _6 O9）成品要求:浸凡立水

3.2.3、变压器参数：
: D  |) g5 B4 [! q" v: `: R4 ~

4、性能测评
* T0 V  Z& A" s, R* x* {
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。

4.1、输入特性：
! |( ?* d; j3 j3 ~7 P1 U
9 J0 X9 s7 i* i9 M+ E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。

表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)

6 e* b8 Q9 G* Z% q
表2、输出100%负载下的输入特性
) u, t' F* `# F: h# L7 |

表3、效率测试（PCB END）

: L' E$ G! V7 |7 K表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
& n0 ~) i, z$ M2 n4 ?: u: W

4.2、输出特性：
7 b4 }. ^, ~, l9 r! A
  e* f! u* k% Q. _5 O* D) u4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
4 u# {: Z6 W/ i/ n) ]( B* g4 K& L1 S

3 B: t7 c  }6 O$ l& V+ S4.2.2、输出电压纹波：

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。
- c% _4 M1 j  }5 @/ D

' }. a% A: e/ p1 i  J

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

, V% ?% B5 H& Q5 w# \) I

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

. x3 i" I( d7 S$ S

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

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

4.2.3、输出恒流特性：

" X. Z; X( M! N8 F8 B" e

2 W5 C3 C' q2 O/ Y4 Y  X! v0 }4.3、保护功能：
& P/ S' P0 u" z5 m( D9 W2 \
2 D) q& i) j1 ]) o# h注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：

4.4、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。

" a0 y! S# l$ I5 u* q

AC90V @ 5ms

3 ]% M6 a2 G1 Q& z4 |

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

; M& n" J/ Y3 k7 n9 ?* @/ d0 L4.5、系统延时时间测试：

注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

% [) R& b: v* R( |/ }# }0 H/ q

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

) b, T3 L0 s! N+ a/ _

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

) \7 n2 d  X( f0 ?  {+ r

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

1 J) g+ L4 K0 i% m) f4.6、其它重要波形测试：
: p+ F' @2 Z& T5 J
注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

; P6 S1 }2 M, W& ~

AC264/50Hz，Output Short

  \2 x7 F& R. ^+ v( }; z5 ^9 b

AC264/50Hz 输出肖特基电压

4.7、系统温升测试
, |) o0 _4 K. Z6 j
: ?8 M! O6 F+ @% A6 P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 U& s' l" \/ {8 z

测试样机及配套外壳

3 s7 ?& Z$ t5 s% o, M+ B; Q温升测试：(℃)
( |# {! Y* a4 C6 h' w6 k

5、EMI 评估测试

! }2 ~/ D& T) f6 G测试条件：
. G' S) o$ _. y0 N' c( t
4 Q; c5 Z) ?5 K7 N' V$ r# l' J输入：AC230V/50Hz；
2 `& C# F( k3 ^/ O* _3 b输出负载：12Ω/50W；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。

2 o; X: N: q0 e: M9 e% r

AC230V/50Hz 传导L 相

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试