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

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! I0 R2 ^) e# W6 R. M+ m$ A) y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？
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, P( P% C) o4 E4 Y3 J* n1、样机介绍
7 ~. Q4 f0 G, v6 ?, t( b6 @4 k
& ?& T: x! B; y: d$ w3 N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。
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CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

CR5216SG
) a1 p) _4 u! B, e2 t9 w
' n' O0 z$ C1 M1 X: J" B. u$ [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。

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。
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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。
( Q1 s3 {+ D5 m$ p" i. S6 Y
芯片特性
& ?$ F) y! Y' [; A. U1 U) Z
● 低启动电流
# {1 m0 s1 N4 V
" I2 _( k3 b! ^6 T0 d, }● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
4 _+ E- v3 t0 F- H& C5 X9 V3 W' E
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

● 动态负载响应功能

● 可编程CC/CV模式控制

. h. ^, o$ k1 Z2 Y3 f! O* x0 O( c● 高能效QR控制模式

3 g. r$ V/ [( i● 内置初级电感量偏差补偿功能
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● 内置输出线电压补偿功功能
7 [; t/ X& `# e
% y5 l  |: p  R$ z● 内置全电压功率自适应补偿功能

! p3 N' }( g- J● 无音频噪音控制技术
4 N1 e2 ?1 g4 k3 M1 w
● VDD端过压、欠压保护功能

● VDD端钳位电路
( C  v7 |  R# _" |# I! e7 S: _
( m. V; z- S2 c& D2 Q  o9 ~2 ^● 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
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● 内置前沿消隐电路

4 ^( q/ \- ]- N4 `● 逐周期电流限制
6 N2 I2 T  O5 v% C: e8 h
( w- O0 O+ R! ~3 e, i- I/ T. U● 过载保护功能
% q/ o# E% ^' _
● 过温保护功能
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( \+ G1 j! f2 C* `5 R! ~0 a# i● SOP-8L绿色封装

基本应用

: q0 i* N1 k, n& Y● 小功率电源适配器

● 蜂窝电话充电器
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● 圣诞灯、LED驱动器
" T( Z) `. n6 D
● 替代线性调整器和RCC

典型应用

3 I5 n- a' V, f" u管脚排列

管脚描述
0 j' l% D7 Z& G+ j& k" M/ }) a

' q7 O  z+ u' `- B* n$ F; h' H: H
+ `# ], h1 a2 x% R' k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。
5 h+ Q) U7 A, M6 r  q/ F
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。
  c* ]1 w  Z4 V
2、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。
: x8 d) `+ C' I/ M; H* A* R
2.1、输入特性：

2.2、输出特性(Line END)：
3 x0 i0 V/ ^* d- ]( p8 X

( r4 X, o6 F4 E8 R! v2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

2.6、测试仪器：
$ P( i# L& O; [2 L  s5 c3 `, n

3、样机结构信息
. b$ g1 J& o4 q$ Z7 {5 O
1 v* `2 c/ O- R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$ v: X9 J2 {4 t; @% }
/ P7 F4 c/ q& W1 q3 }3.1、电路原理图及BOM：
( V! u' F: O5 A
. C2 ^; S7 Z) M: t2 E) v  h3.1.1、原理图：
$ {/ b- g  b! G& D$ e' ?
; Z% v0 ]8 `7 }6 ~; \' \. Z$ G

: m$ F9 f6 r. r; r" Q# M. H4 A3.1.2、元器件清单：

  ^4 b$ Q# E* q

3 U% R9 j/ m) M  y% f3.1.3、PCB布线：
3 C! |8 B% ~0 E& A1 J( }: b

PCB顶层布局

PCB底层走线

; O$ z7 D- Z5 O5 v1 t3.2、变压器绕制工艺：

3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

3 o" K2 v1 M2 n* ~9 l* l" i

3.2.2、规格参数：

5 z$ v$ A! L; X" K# n# w: G1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
+ W& N# d  e, p  g2）材质：TDK PC40或同等材质；
: d  z2 U6 s2 X; j+ F, u7 j' g3 O3）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）)
# ^  }) q9 {! `. t! [8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
  |- o4 V, v8 w9）成品要求:浸凡立水
0 Z5 u7 Q1 C/ N6 x+ W0 L, `# e
! I4 x1 u3 x# l( D  ?3.2.3、变压器参数：

5 D: I& \  t+ p' F6 q  }

3 J  o% _: Q4 {6 V4、性能测评
. v; O: s  h* e! r
# A+ ]: M& c$ |" ~8 p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：
1 k2 ~: B0 K8 d- S
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。
% e% x, M6 T' v9 s- b
; q- X3 w9 W3 d- a' {: U8 `. L. e) e表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)

8 x7 B1 P9 o2 [- h2 O# E4 X
( R4 |- W* w4 X) i3 T, s$ Y表2、输出100%负载下的输入特性

: U: F1 I( |( S3 W! V6 ^表3、效率测试（PCB END）
8 W) ]3 S8 c) H

$ C6 d2 j# Z7 L8 Y. o" W& h9 Z: S表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）

( U3 A, q7 P  n$ j+ P2 ?3 k4.2、输出特性：

4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
9 D5 G5 r5 X6 a; ]% r8 U8 U' U

! [' n5 M# Y& `1 M  h' B1 ~& g4.2.2、输出电压纹波：
1 D& p, G: C6 B4 L; k* z1 E
. w$ ?+ w$ K8 Q- s, j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。
5 Q0 v: f. y5 X; X: }
" y, Y9 n. B# k, n8 m

# f' s& e8 ]9 i7 N0 }

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

) J. D2 \- X, s& I9 D3 \+ {

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

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

4.2.3、输出恒流特性：
8 u7 w% h- ^( P; L3 A6 u* \0 x( E/ k* }
1 v0 {7 P" c' ~* v/ \

4.3、保护功能：
0 S, m5 @& |. M
6 |. N2 P7 i& e& E' q$ a$ ?注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

+ ?8 ]6 C0 ?6 ^! E4.3.1、过流保护：
9 c' K* W* }/ [* D+ u# T# T

% T1 B& X4 u! O  e4.3.2、短路保护：
  @% Q9 N! S# P$ @- i/ o! ]) S( F

4.4、动态测试：
+ r" g; P7 W  o* 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。
6 |4 m# N9 N, J. |) b4 \* u
: O& i. a- j3 e* G4 i. m( a4 L) z

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

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。
0 y- ]( G5 p0 _

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

$ f9 P" q4 c3 X2 {1 e+ v) A

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

' q- I, B5 ]. M

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

' y- B6 G  B" v  k6 @8 l1 ]2 }

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

6 M: D( M" N; H: l& w4.6、其它重要波形测试：

注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。

AC90/60Hz，100% Load

4 B, o$ T# }& C# f  P

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

8 U# W) B; L( F0 I: U% e' Y

AC264/50Hz 输出肖特基电压

4.7、系统温升测试

. O2 f6 ]& D7 M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。

# c) b& j: n7 c

测试样机及配套外壳

温升测试：(℃)

; s' E4 W( ^" T5、EMI 评估测试
3 m9 {2 T! z3 m6 n5 H
# z  {9 r, Y8 j4 _/ }: T, c测试条件：
) e: k6 R- a% R: N' F
9 H; ~# D2 O* Q$ i5 E输入：AC230V/50Hz；
( x/ V) L' h. F. r; {. L输出负载：12Ω/50W；
: x9 u9 g" a2 W1 H0 g% U7 ?$ Q; U) G限值标准参考：EN55013、EN55022B。

8 b2 `/ C. x8 W( Z+ K- ^$ V0 _

AC230V/50Hz 传导L 相

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试