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

$ ?  u3 f- m3 `3 k' R, x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？
$ R* k4 {/ \7 w
/ f$ n) p3 k  \- |3 N7 ]  }& \) G1、样机介绍
1 g) |2 f- Y% L! j/ u# i2 i
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。

6 v2 k$ ^' P4 Y. A) h- c, V

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

CR5216SG
1 N- B- r# A, D, S
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。
* J* |9 e6 {* I0 H2 O1 |; i/ V" H
; ]  S! G9 O, W% S- v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。
  B$ ?! p  i- d: ~" N" t
( [7 C. w* e( ]9 x0 KCR5216SG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。
$ F* r/ v5 _3 Z, `4 h
. f& v4 G4 V+ h/ c$ X芯片特性
& R  Z1 k5 `. h1 R. F
● 低启动电流

● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%

7 ^4 T- K  q; f- c  a● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
6 M. y" t, {1 [2 b
● 动态负载响应功能

4 P6 ?0 z6 `6 a● 可编程CC/CV模式控制

● 高能效QR控制模式
' S$ N4 W. r5 z* H/ L/ V9 l  S9 a- h
# `0 C9 y" q' J● 内置初级电感量偏差补偿功能

● 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
) H; R. ?8 c2 g, V- Q( E, J
& X) Y' \: K9 {: q● 无音频噪音控制技术

● VDD端过压、欠压保护功能
3 a5 L% B( S  S, {! [
● VDD端钳位电路
) q' s  c" A* v9 {
● 内置输出过压保护功能
' F! s: Q) ]) N: a
' m8 C6 R) A* B& A9 J● 内置FB开路、短路保护功能

/ t6 a7 a! X8 v0 k9 `% F2 u$ l● 内置输出二极管开路、短路保护功能

# P' C( _  H% d' s● 内置前沿消隐电路
$ [* S# c# g! U4 d
● 逐周期电流限制

● 过载保护功能
5 O  H& n8 h' {; B
● 过温保护功能
, F5 x. A) x9 X) S: g! y# Q; f+ x
& L9 @4 l( _3 g& Z6 y; G' y/ e0 B● SOP-8L绿色封装
. ^& ?% \. S! L
基本应用
* I. p. c" W3 \/ O. v
6 G5 J( M  O) [  }# Z$ V3 E  ^6 k● 小功率电源适配器

+ |3 v! d8 D3 N2 b) L" V, A● 蜂窝电话充电器
. n8 M, M' f* g( b* R
● 圣诞灯、LED驱动器

: }0 h% O1 i8 N  p5 v● 替代线性调整器和RCC
; n$ f4 j, a& ^
0 G/ ?7 s" m; [8 L典型应用
5 B/ ^" k- a0 z
; p; Z8 }- l) Y# T, s' {2 v0 m

$ L# i: Z+ {1 i9 h+ k管脚排列
4 `* |) X4 |7 ?9 Y9 r7 ]& [* s8 T" V3 _

管脚描述

9 v1 h5 M9 E  v0 B0 i. g: [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。
+ e% Z& F1 @! ~# \7 b! B) M
& A# `: F/ V+ c+ h, ]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。

. u, U; W, ?& E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。

8 w- }) s* C5 f/ z( V+ [2、样机特性

: l$ Z4 |; C1 v+ Y3 \& e: ?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 \/ p7 z  g+ z
, y7 u7 ^5 F6 u' {+ z0 O' A6 ~2.1、输入特性：

2.2、输出特性(Line END)：
8 J$ _/ X3 F" M" P

( a% O2 D5 ]) M2.3、整机参数：
' m1 e" F1 e8 f# n1 n

2.4、保护功能测试：
, A: q6 r0 X6 ?! d: M4 V* |- c

2.5、工作环境：

4 |2 R4 p" I/ m; e% p2.6、测试仪器：

( v# ~% U* u' H) V/ s8 i3、样机结构信息

1 I7 {! Z. Q& y) e' b/ ?7 D( w. [# 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。
- {  F" `5 q+ Z0 \
. J) V8 k+ |8 w+ F; O3.1、电路原理图及BOM：

  [4 R* g5 p# `9 n; @* J3.1.1、原理图：
4 ~5 D4 n. `& u) f! o& Q( R! A

3.1.2、元器件清单：
0 b' \# p- p5 n- B) |: O* B

3 K! o+ b, A  \3.1.3、PCB布线：
6 {5 `; n0 u% c  U# o

PCB顶层布局

8 c2 J' v0 l( @; b0 }' i0 Y. I

PCB底层走线

# u) J- X9 G- m" e/ _3.2、变压器绕制工艺：
) f/ o$ g9 ~4 Y8 n# d
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

3.2.2、规格参数：
: O4 s' o& {8 y9 R' F
' h4 B8 ~7 [/ W! c; x3 T1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2）材质：TDK PC40或同等材质；
6 S% v8 Q6 ?; M3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
; n5 S, u3 f* {- @7 ^4）N3：三层绝缘线；
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
$ ]# X0 X+ d/ ?( K- p# j6）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

  a) f, A* Y. q" U* D, U# x, S3.2.3、变压器参数：

# I1 _6 |, t% `7 e/ c6 x

8 b% c4 |4 \5 @# v5 y# Q4、性能测评
, Y2 ?6 b4 I9 P; f
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：

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。

% J% d$ ~8 Q3 d; J. e表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)
! X& {; K* F( l3 B. O- C! U

表2、输出100%负载下的输入特性
: i0 h3 [5 o9 w! j

4 p! M  U9 A  I+ [4 {$ u6 P) r表3、效率测试（PCB END）

表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）

4 s! z* s- X) @4.2、输出特性：

/ x6 P1 v3 W) D/ Q/ h: A# U5 l2 P5 e4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
$ i. ~% w8 v' e+ `

* k. B4 I5 h2 c; o* U  B% y4.2.2、输出电压纹波：
4 }8 c" X/ p/ U8 n
6 }  j& f" y. z! a1 c/ O0 h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。

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

4 p  O5 ]" C- M* f

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

0 j* w& G( Y: `# d$ {0 q& P4.2.3、输出恒流特性：
! Z+ {1 m& {" W2 w4 a$ K

& i  C  S; B' d: G4.3、保护功能：
0 X5 N7 e6 _6 Z9 e: `
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
0 U" W1 X  \& L3 [
& v- d. G( P- {  [! s2 I3 A4.3.1、过流保护：
9 r6 Y# ^1 f1 y6 ~& l

7 }0 }" K' \" }. n4.3.2、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。
# l; l3 s/ I8 O. z$ k2 F

AC90V @ 5ms

+ y- \; t: d7 k2 [) N$ a+ ]

AC90V @ 10ms

: S( W5 @+ M' C

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

. \7 z5 E  X" `: ~4.5、系统延时时间测试：

注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

6 U! S# e) l7 [

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

: b2 U% T, U& e3 E- m

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

0 ~) o& z+ Q* Z- J& l/ D5 H4 }

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

7 s. T0 k% E: K0 l$ T9 y

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

3 o2 Q7 }# r% A1 V7 R4 V7 [& }

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

4.6、其它重要波形测试：

注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
; o4 I$ e: T3 H3 d% k1 ]- V

AC90/60Hz，100% Load

& U& L$ [: l" }2 r

AC115/60Hz，100% load

: v! T. w+ E) `4 \4 y/ J8 w

AC230/50Hz，100% Load

' }- A. K0 }/ l

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

9 V! w4 w: X( G) U* {8 `/ [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。
8 o: w2 q) x, ]+ l

测试样机及配套外壳

温升测试：(℃)
& I; g& K2 b/ C; q- L) C& v" f

5、EMI 评估测试
6 c/ h: L, H3 n! o* o/ j3 C' o/ j
& P* L- y+ d+ u1 F: M& X测试条件：
* W5 e+ k! J9 s" D
输入：AC230V/50Hz；
. V1 l1 M* x5 B6 \: d输出负载：12Ω/50W；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。

3 ]4 |1 C; B. `% x

AC230V/50Hz 传导L 相

) v6 U: i: C9 i9 G# `- ^: [

AC230V/50Hz 传导N 相

1 ^3 V: K; h  `8 q0 L

AC230V/50Hz 辐射测试