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

! M6 {+ ~" p- i# v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？
* @/ a' B* ]0 k" M
/ p: h) Y5 e  Z5 s, j1、样机介绍
0 c1 R" u; I3 o( |
0 ?2 G' b% l: i% }: a. W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

* W0 ?" D! \0 pCR5216SG

* u: P' I( ?- ?+ tCR5216SG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。

$ g6 y( ?+ s1 ^" D7 `3 G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。

5 h2 l. B/ {* b/ a  dCR5216SG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。

8 b$ n( J0 L+ J芯片特性
3 l) G! l4 s2 k9 c9 ~
● 低启动电流

6 h7 _8 Q* g+ o  S6 V& M● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%

$ X8 U; l$ p) Z+ ?4 K; M7 l● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
2 u! q7 }' z& y; a
: c( G. N5 x; y( ]+ ]( j● 动态负载响应功能

● 可编程CC/CV模式控制

● 高能效QR控制模式
* r# {2 F" v- a9 [
7 \$ C( R) F) P/ p● 内置初级电感量偏差补偿功能
/ c2 }; ^( a- [( g7 D
6 ?: x3 C) `4 r7 n1 \● 内置输出线电压补偿功功能

! _+ Q* w1 H7 q, z% Z% R● 内置全电压功率自适应补偿功能

● 无音频噪音控制技术

● VDD端过压、欠压保护功能

; }$ ^0 o5 o2 u4 j● VDD端钳位电路

● 内置输出过压保护功能
% I3 L8 E; x# O) [4 ~: `
+ d4 A/ V; E4 m& D% _; |  A● 内置FB开路、短路保护功能
9 n$ h! W+ [/ _- N4 ~( x" y% [
1 j  t0 Q7 C" X; `# G. B! B● 内置输出二极管开路、短路保护功能
2 @2 t% g! Y  [" y
● 内置前沿消隐电路
* K$ I- H( o6 `, l
7 o, A' z4 O+ p0 k) M+ s# T" q  _$ j; o● 逐周期电流限制
) Z7 Z0 A# u3 T  n; Y! X' _
6 |1 ?6 \8 G5 q: f- U( A● 过载保护功能
. y# g( e5 C; S: X& A
% q+ d+ {( j, ~5 }● 过温保护功能

● SOP-8L绿色封装

& N. v8 N5 N/ {1 J6 X4 ~基本应用
6 ~6 @/ h, S, a4 B
● 小功率电源适配器
* j1 `5 L, ]; X+ u+ w3 P
( n4 B3 R. f* I% c3 }. t. m● 蜂窝电话充电器

# F6 y) ^8 e. H: ^● 圣诞灯、LED驱动器

9 Y  `$ q6 ~2 b# c# Q● 替代线性调整器和RCC

  f0 [& w+ Y' {! m$ H典型应用
: Q5 h6 Y$ W3 d
: m/ i7 l. f$ M! H

管脚排列
2 F8 ?+ I: G4 n' j+ K, ]

管脚描述

; I" U7 n8 W0 W

9 O( G# ?+ ?4 w. B
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。

- }1 H  [6 |5 D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。
, x8 Q( o$ r, W: Z! T
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。
* P3 @7 E$ h6 m/ t, ?! J! n- R8 ~
4 k$ `1 l& C$ e" t6 u& ~2、样机特性

2 s! M2 p7 a- m4 n$ w% U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：

- p% v! b8 D0 A. l, ]2.2、输出特性(Line END)：

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
/ V4 I& H! p* _  x

# l; ~" d; g* C' v. s* Z2.6、测试仪器：
  _, X: ]1 ~/ Q$ F

' y& v& r" b9 I4 k+ S3、样机结构信息

6 y7 ]- Q# _2 [$ X7 c1 q+ j' 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：
7 X& J$ o& C, |+ e6 o; ?
+ o/ r' b; q, g) a3.1.1、原理图：
" X! e: j; `+ O) g) t' z/ t3 _

3.1.2、元器件清单：

/ \  M4 t" o8 g3.1.3、PCB布线：
5 G8 e, ]) Z" j- A! Z8 R
: N) T0 y+ `  X) X+ C' i! `

PCB顶层布局

7 R$ E, \( U& _% w; ^

PCB底层走线

7 U3 J. @+ ]' H& |2 P2 |3.2、变压器绕制工艺：

3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

  C5 x* R6 L" l9 s! l0 j$ P

4 n# `  \* ^* d: D6 P4 B

3.2.2、规格参数：
: m/ ?8 p1 S6 e& ~' o) i( P
" o5 f7 g" k; K2 t& y; K1）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；
4）N3：三层绝缘线；
! d) b! e% K3 D5）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

) @3 b0 }# m  C3.2.3、变压器参数：

0 L8 J  L4 u' X) {3 l

4、性能测评
) M( O  J6 w- D( d0 T& z
" m8 C8 ^; W) t4 s2 |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。

# w8 ~4 _) S; k) ~$ [: a4.1、输入特性：
8 c/ i& c: u7 S' m* J$ 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。

  D% o6 L4 x2 w- h" ?. b表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)
5 k, Z3 p3 _! F6 g4 O4 H& _

. x/ \/ ^7 _- \& C5 }表2、输出100%负载下的输入特性

表3、效率测试（PCB END）

4 s2 K8 T8 X6 F% s# Z7 s表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）

! F! @5 \& r) ^& D. @+ j# F+ C4.2、输出特性：

# Q; T5 k3 c/ o$ e7 b  p4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：

( J* F4 ]8 C" b& o- t, V4.2.2、输出电压纹波：
: G3 B0 T+ r/ k9 P' B6 }3 s! m
, m3 K. K8 k6 Y8 B$ E2 D6 K, X. @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。

% q9 L; |8 \9 r, V5 T

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

- n( y* G7 h8 v) g5 l+ {

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

- e- `- a- S  a1 u5 h$ B4.2.3、输出恒流特性：

. o. {% {- z% _- L6 r5 |+ y1 I

4.3、保护功能：

注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

" n7 d+ o% s, o, v4.3.1、过流保护：
9 \) A- e0 p% g/ @0 Q

9 H% B% q; I1 d. u  u, u4.3.2、短路保护：

2 o7 A7 R  M& o0 p0 B4.4、动态测试：

: g: j+ S) e) ~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。

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

7 d; G+ |  u7 x1 H" d

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

6 V$ E& z' v/ i/ d: i/ f$ Z$ a7 y注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

! p" z! {! N; H  Y( D; q5 j

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

0 a6 K) m' Q9 w9 a! U3 E

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

2 v: b1 b) W# C* o. x1 `. V9 U

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

1 L; q- L9 B; g8 |. n' N

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

) \( H5 }) P, N1 x9 R

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

4.6、其它重要波形测试：
! w2 o( ]' c' w
3 G7 y' w! t- u( ~4 S注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
$ a6 G) F# M/ J1 y# F
# k6 F1 \5 W: ]# K/ Y3 ]. ~) K6 w6 z5 m

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

8 G# v9 |3 M4 @, x

AC230/50Hz，100% Load

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
; u' S: k; [5 Q5 D: 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。
( b# }% Q2 M# N6 m0 ?0 V& _4 Y

测试样机及配套外壳

. S( g" T- x4 y- ?# V温升测试：(℃)

3 B0 M; ?5 T3 v4 d* ^5 ~
  E" Q7 @! U$ s7 K7 E% P+ T5、EMI 评估测试
- f5 Q& Q. [9 ?/ D# E) C
8 E  K. J6 S0 B+ K$ H" W0 G- o* L测试条件：
4 a! q+ ^# A3 F- ]% v
输入：AC230V/50Hz；
输出负载：12Ω/50W；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。
9 M! `0 Y" X2 i
' f% U+ u* t+ g$ w9 j2 ?- n1 Q

AC230V/50Hz 传导L 相

AC230V/50Hz 传导N 相

2 U& k7 n5 v! w

AC230V/50Hz 辐射测试