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？
- |/ E* ]8 C' y) g  t3 J# n
' w- l/ ~( g& {- q/ }) g( ]1、样机介绍
/ ~! Y. W) x* H$ U
0 ?( a0 n  F8 w. w6 u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。

: f3 v; F% }! B6 ~

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

CR5216SG

" N" }0 t/ \( b7 b! {! ZCR5216SG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。

6 v6 }- X8 q/ {+ m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。

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。

芯片特性

. K1 r1 R9 q5 D● 低启动电流

● 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

% W9 q7 x7 C7 q) ]6 ]% q● 可编程CC/CV模式控制
/ R' c! p7 g0 H5 C5 y& Q
● 高能效QR控制模式
6 C/ K9 e% i  ^4 K! \. G! f2 q
● 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

● 无音频噪音控制技术

0 c: r5 w9 t8 y# ?% Y● VDD端过压、欠压保护功能

● VDD端钳位电路

● 内置输出过压保护功能
1 y  Q" a+ K, b3 y" F
● 内置FB开路、短路保护功能
, j! l' G. N" W4 G
● 内置输出二极管开路、短路保护功能
. o+ {; v. n1 ?# s& @  H7 o/ Q0 w
" z7 C+ e+ y. l) I  M$ Y● 内置前沿消隐电路

● 逐周期电流限制

8 J. R- J/ B) Y+ T2 K6 J● 过载保护功能

● 过温保护功能
( ~- e8 G4 ?. S+ {: }
● SOP-8L绿色封装

基本应用
/ x9 f) Z! [9 A8 F9 Z% H
● 小功率电源适配器
6 d5 X3 X5 L5 t  H. V3 J
8 U3 @' {, t) Y) u9 i8 e0 ?● 蜂窝电话充电器

8 X1 ~! a4 M8 k  |% v3 _● 圣诞灯、LED驱动器

● 替代线性调整器和RCC

典型应用
$ ]1 Y0 |6 \) q% e+ E  D/ E
/ n+ r6 A& b; ]5 k. V0 A

管脚排列
& ~) Y7 b9 c3 A( b+ X9 S( V

管脚描述
( t8 [7 U! e( U1 ]6 A8 p" n/ ~/ }2 X
. j; E6 ^! U' G9 }  [' z8 T. p- i  w

* L1 y5 e2 v7 Z4 h  v) E1 R  |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。
$ H( g" T9 v. B4 D9 A) n1 \
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。
% h7 h+ d9 Z0 ~9 O  z
. m; Y/ H; J" K: p/ \! D# X3 P2、样机特性
( d7 [: C- o& w) b; Z! l
. _$ m$ R, C  a0 x# ?  ^- k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。
0 l6 W9 [' c: }0 K' d0 V# z0 {! d
2.1、输入特性：
7 e5 _) X0 w' H6 ^

2.2、输出特性(Line END)：
4 S. [4 l+ |2 E* M

& c# L0 F" F/ @/ D; l2.3、整机参数：

( y6 t7 o6 }' C1 T8 B2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
/ ]* s5 }6 Q- K( M

2.6、测试仪器：

3、样机结构信息
% w7 a; B( M# e. V
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。
) m1 Y2 c3 C' G  G
' j  `( \- z9 V; U, o3.1、电路原理图及BOM：
1 h9 [% z* a# J* W& N
/ C! F3 e9 t8 s( P/ `4 |8 {3.1.1、原理图：
" z) x* K; J$ x# V* X

0 X2 }2 [* C' n3.1.2、元器件清单：
% J4 X* l0 h% Q; k, q

3.1.3、PCB布线：

. F# Y2 v! B% t+ l5 T4 `

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" n" J4 Z2 l: i
/ `' L% F' D, z

. Q" g' q4 x6 ?) y# d  ]2 f

- n# R8 x/ s$ d- J! m* J3.2.2、规格参数：

( ?. c* `/ {) f( k0 w& O1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
, a7 v3 O* Z" O# S# x  h8 a+ E) _2）材质：TDK PC40或同等材质；
( a; M$ I/ o/ }! L7 O3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
" h' \' ?- O& V0 r' e! ^* ~2 B4）N3：三层绝缘线；
8 j* A: l1 M8 A7 b5）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
( U$ Y- [' i% ]# Z3 P8 V0 T
4 y. m- |9 m& E7 P* N& q* ]' P3.2.3、变压器参数：

" T! v* q5 U7 ~8 W1 L, H/ j

4、性能测评

. |+ C% J) K3 Z8 {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。
9 o' A+ [/ l! ?' _- U3 o
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。
* m* s. _, N" o
  g( N8 W' C2 C, U+ b, k# t3 Y- t表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)

) S6 S$ _9 B7 J: w表2、输出100%负载下的输入特性
6 y6 {1 p1 X$ Y1 n, ~

表3、效率测试（PCB END）
/ _2 `! c& {! k

  K9 Y  P6 N% U* A3 G) {& \3 O1 c表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
7 J& @7 E8 T6 ]4 C

  K* V" X/ b- s" U# m4.2、输出特性：

+ E7 T# Y6 h' }6 h4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
5 G$ B& I, z. E; U/ ~, @+ t6 F

8 n: C$ O7 O  u$ ?4 b8 {* k5 L4.2.2、输出电压纹波：
8 o; J  |! ^+ o; H, S- t  a
4 s* M( @1 g: r( ]9 v& i- v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; f5 f" d! L6 r9 r

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

9 t7 h6 X) o( x! Q/ }1 G

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

4.2.3、输出恒流特性：

) S; y0 T$ ~' c0 H" R

4.3、保护功能：

注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：
' |; f9 i, |% l9 l7 p8 f) q# W& o

4.3.2、短路保护：

& U" w6 k4 y4 @1 X4 r: J4.4、动态测试：
5 d3 l3 m$ _# o
9 O! B  f4 Q3 F! J+ r0 ?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。
/ q/ C1 D- Z! E! Y% P
* Z+ ]0 u  U: f

# u8 j+ ~# X% [1 N( ~2 ~: G! ^

AC90V @ 5ms

* y4 Z; p( n8 c4 L% @- b

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
( B# T, Q0 R9 l) _8 N. f0 o# F
注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

" M! g2 r+ b% r) l- x+ @

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

5 X7 H9 Q" W, z. ?1 b/ d0 M

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

1 n% ]+ O8 W8 i  }$ {4.6、其它重要波形测试：

. K. ?( \. W5 G8 U, @  s# y注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。

, d4 r( [# Y. H. ~

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

9 }; m4 k6 F& I" A( U: r" s

AC230/50Hz，100% Load

# V. h! D0 `) J' R  ~* D

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

' Z  h# v- k" ^# `$ x* a4 q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。
3 h# |( A8 |7 N* [' _8 ^1 U

测试样机及配套外壳

温升测试：(℃)

5、EMI 评估测试

3 P0 A7 |/ Y2 E* w" f6 X# K1 M, L! p* i4 R( W测试条件：
3 z; x& d; h* V/ n- M7 @
1 v7 a# {' g- k  S! s输入：AC230V/50Hz；
4 v' R. l! K& N# s输出负载：12Ω/50W；
0 r% t. ~7 W9 L2 A: ~2 O& G限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V/50Hz 传导L 相

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试