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

/ V; D" I& K; ]/ M$ I4 u" 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？
2 T  I% x8 x/ g3 I
2 ^. M& u. `4 z# ?/ X1、样机介绍
# E* m+ Z0 w+ N. O0 H  z
$ B+ X. g; V2 X7 e' C0 [/ j2 [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

: Z7 q! K. x4 {: ~CR5216SG
" b& b( K0 ]7 W, h, s. _1 b3 D- l- \7 N
/ q! m, ^) t5 _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。
% x# S8 ~4 [$ ]' H
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。

1 r( g1 o: q# T1 c: B& SCR5216SG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。
2 \0 `  V; |1 Q9 k6 F! ^
  A, |& _* ^) ?* O0 V2 A; P$ |. A# z芯片特性
; G0 `$ G# G! A8 e9 S
● 低启动电流
3 B/ N% `5 {$ Q
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%

● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

● 动态负载响应功能
" A! p5 r9 m+ S, g0 o9 W+ Q# {9 `5 L& B
3 U4 \8 g+ P% M9 S● 可编程CC/CV模式控制

" E7 ~( d5 I+ N7 q6 U% ?. Z# |● 高能效QR控制模式

● 内置初级电感量偏差补偿功能
! m) K. U/ c% t
2 y$ e8 |* ^9 V6 m● 内置输出线电压补偿功功能
! C( s) A1 D, t# {& L
● 内置全电压功率自适应补偿功能
' H5 q6 C, A( [) p0 j4 E" I8 m
● 无音频噪音控制技术
+ E7 F% H& R6 Q: `; j
● VDD端过压、欠压保护功能

; G) r4 f6 F" i1 _9 c● VDD端钳位电路

" \8 @( P: f! s  r& Y) H) r1 G● 内置输出过压保护功能

● 内置FB开路、短路保护功能
% p  ?! J' s% N/ J
/ X- Z4 b5 D' N● 内置输出二极管开路、短路保护功能
% m8 b0 Z6 {2 n( i1 J
# O$ m" P9 H& E1 |# J  r% P● 内置前沿消隐电路

/ B1 _- h  I1 R● 逐周期电流限制

● 过载保护功能
5 W3 ^9 R& f$ g. R4 v5 m8 T
4 w, @* y+ @, w/ s( k: x' {- l● 过温保护功能

9 U. ?9 V+ I  G8 k; P# u$ U● SOP-8L绿色封装

基本应用
/ i4 P- D' b; V8 p1 M5 Z* O
4 a0 o0 l5 \& E% M3 M- R! l● 小功率电源适配器
1 e3 j- B' u. O; j% Z: j, q. ^+ x
● 蜂窝电话充电器

● 圣诞灯、LED驱动器

, B; s$ ~, c3 Y  @  b6 x- H' a● 替代线性调整器和RCC
3 ^' G4 \1 A4 d2 E: p! U3 o# ?
3 {- f  a/ P* P( M典型应用

$ G3 o+ S/ r* o# q管脚排列

管脚描述
* @4 a  y$ ^4 ^9 Y# ?( l
( ]5 a) M/ W+ V* ^

+ \1 w2 ?: n& |, `9 M6 }  D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。
/ M) A7 X" h3 a
0 U7 F- W$ W+ u4 y: r. [& e" i. P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。
6 z6 U  p5 ~; s; `. w0 T
2、样机特性
: p: k& Z' L, @% n8 T) \4 m
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。
% s3 q( d/ `4 m. B- z- O+ }
  I/ l4 J/ f9 k2.1、输入特性：
) F7 H, t/ u8 A

( t: m! b6 N9 O& f: {2.2、输出特性(Line END)：

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
* j* o6 I3 D% ?; u2 `( u8 v

0 j8 x3 S% W; T0 D( ~' x# r. ]$ L4 ]2.5、工作环境：

2.6、测试仪器：

3、样机结构信息
9 X4 q& h  G8 b0 |
% @0 y( }  z4 e/ U3 J- s/ k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。

/ F3 I; S- P( t- ^$ i+ z3.1、电路原理图及BOM：

7 B8 O! c. }9 t$ F9 [3.1.1、原理图：
  C) Y5 t- l, c% s1 b% o" f
* p0 p8 }* B" n: K* [

3.1.2、元器件清单：

: K. \! @% h0 j5 P# C" a) \, m

) B- b* H% k& Z0 R" f3 y" ?3.1.3、PCB布线：
$ n  S3 l& s- w1 O7 y
% t# R1 _& ?' X9 j; h0 [

PCB顶层布局

PCB底层走线

3.2、变压器绕制工艺：

3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
$ N" B6 E1 z5 V: u8 U  `1 w
+ g0 l; |/ L/ v! g# e& g

1 I- b1 g- _0 d3.2.2、规格参数：
) P0 }, M3 f+ q4 C
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
+ _6 g" o% R" q- g  {* J2）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；
. u3 C: a2 W4 |$ w8 S7 B7 J5）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
" J" k% q- ]4 F' V& x1 J9）成品要求:浸凡立水
; L* z9 C$ u. k
3.2.3、变压器参数：

( N7 O& B& L4 I1 m4 `* B* y1 F6 @3 t. q4、性能测评
3 a$ t7 h: Y5 r' {' l) V3 k
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 R' w9 J3 o& F" b
4.1、输入特性：
2 I! T% I8 U) S0 ?3 [
$ P/ [2 V3 Z1 ~8 d. ~  T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 q/ V( l0 p* o7 a

0 K1 I! ?" s5 u7 O
表2、输出100%负载下的输入特性
. V- N7 g! b- Z1 k' J5 l

5 V8 R. f( m$ `3 K表3、效率测试（PCB END）
% D, Z/ k1 D, N" Z

% q. u+ _) W5 P" C( K' s表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）

4.2、输出特性：

4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：

' Y: F) l( S) e% h) h/ U4.2.2、输出电压纹波：

# g- u  p2 r3 r7 _& D9 `8 W4 g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。
) K! C) A5 ~4 I1 T3 j
$ S- Q9 d+ @" b  Y

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

% m1 ]/ Z, R+ r" O

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

6 B9 \# }/ J/ s- c, N0 y

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

: s8 Q" K) P5 q' O% M* s+ t+ A

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

3 ~3 ~* _# t' s. g. t  P, B4.2.3、输出恒流特性：
. v0 A2 a0 r! M

0 ~8 V, P5 r2 ~4.3、保护功能：

, R$ Y2 _. [# h# S+ X注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
$ O7 g$ [; V2 k5 Q' a
4.3.1、过流保护：
5 _8 Y# {2 I% S$ n9 f, A4 a2 D

4.3.2、短路保护：
5 c* `( U& `& r2 ^- `" ^

0 t9 [$ ?5 F: n5 W+ J5 e4.4、动态测试：

' l  i/ d2 i# B2 P" `  i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。

4 a/ J/ I  c+ S1 m, T/ g

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

3 @3 k$ S% _9 Z2 u  A

AC264V @ 10ms

- T! e5 Q6 E5 R# i4.5、系统延时时间测试：
: K* R# y6 R# A: Z
6 G) [* \1 f1 ]. o/ W注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

; v6 R" x  w% |

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

  U; \' I& z7 G" q1 w  @9 a: [: ]

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

0 P$ j( k0 j; ?/ p

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

/ W) \3 a5 I3 h

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

' e4 I& f7 E  @9 l! i) F4.6、其它重要波形测试：
$ Q+ |$ C  D2 c  X& r& P
注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

7 Z/ E5 x2 Y( m9 Z

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

AC264/50Hz 输出肖特基电压

7 c+ i  P+ k( P% n6 K( ^4.7、系统温升测试
3 A& M: L$ Y; K% [% n
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 ]) v4 x/ J0 J( |

测试样机及配套外壳

; v0 E2 o7 X6 `6 h% {2 o0 \/ c' ^温升测试：(℃)

( p3 F" V' H& c4 A6 X, j
2 B7 Q8 a1 d2 H8 Q; G2 b5、EMI 评估测试
4 [& y; D0 D: y
测试条件：

输入：AC230V/50Hz；
输出负载：12Ω/50W；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V/50Hz 传导L 相

/ ~( I: X2 t' |- x/ i9 W8 A

AC230V/50Hz 传导N 相

  Z8 M3 u5 V/ H

AC230V/50Hz 辐射测试

6 a. }: t  i% R" q