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

: g" |' P$ }5 y1 _. B# |. c; Z3 }* `. g
9 @" ^2 J% P2 k3 J8 \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？

1、样机介绍

& G9 t6 H; ~9 B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。

" u% F0 s/ R" A: n, R6 V+ E* R* p

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

CR5216SG
3 ^3 o4 m7 M$ M& B0 c
$ }' X7 c* L& b- Y- G: \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。

8 W9 s. _' q7 p2 Q# n& ?: O/ R4 \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。

) p0 r7 \' S+ A( L4 `3 f9 _3 _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。
7 U3 X- H0 @& H& I
芯片特性

9 ]/ C3 q* k+ I3 g● 低启动电流
6 [: U0 ~& w& s) }
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%

' n( [8 i$ ^' H● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
, Z# O. @* g4 `3 h! i
0 A! ]& n# b+ P. u, k) I● 动态负载响应功能

● 可编程CC/CV模式控制

2 p  b* q, w! f! n6 D● 高能效QR控制模式

/ G/ \' r& v8 G8 T● 内置初级电感量偏差补偿功能
) S' Z0 s3 f- `9 h9 Q- V
. {& d6 _, P1 B0 D$ Z( J( @● 内置输出线电压补偿功功能
7 l7 `( ~. a& ~
* f7 j: ^( a) c9 g● 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

● VDD端钳位电路

● 内置输出过压保护功能

, i/ X+ b& d) [& o3 g● 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

; S4 T( r6 @- s9 ]8 @+ L1 P! y- s● 内置前沿消隐电路

/ R0 J. Q4 ~( G* |● 逐周期电流限制
1 c. y" ]- ]' u
9 d. ^7 |! K1 V5 H4 B% }● 过载保护功能

/ T1 J- f# Z  i9 t, v+ B● 过温保护功能

● SOP-8L绿色封装
7 I8 j7 z2 ^% x  z1 U( x6 c
基本应用

; o# ~  a: R/ @7 J7 A● 小功率电源适配器
  S! e% m, O9 C# G0 w7 p& j" A
● 蜂窝电话充电器
% A/ x4 S4 {- t9 p" L
● 圣诞灯、LED驱动器

5 z( e( ?4 T7 [0 l' d9 T$ `1 y) N● 替代线性调整器和RCC
4 X  {) N$ v5 c( B( V. {8 [
典型应用
. e7 I3 ?* K7 M! q5 A
: v3 \0 T; w' x+ C; i3 f

管脚排列
0 J- X, }$ \) f/ Y) Q

管脚描述

& S( b# l& b- d* s" C$ V

5 b$ Y) \* g  P7 Z! O
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。
3 g. O& S+ f  j
& |! C' ^0 g9 ?( a: S7 ]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。

2、样机特性
- h" m7 e# q' }* M+ }( w8 a- C
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。
& a' W9 n6 W9 q8 g, c
2.1、输入特性：
& w7 f) T0 ]% u, W

2 i) s& T- N7 G2.2、输出特性(Line END)：
" r9 ?+ a- g+ s0 y0 u8 r! @

2.3、整机参数：
* V6 H: o8 ]; ^+ ~3 `" j* {

2.4、保护功能测试：
5 n' V' ]# x3 y1 j0 s# A4 E6 P

2.5、工作环境：
0 p" X! ?2 Z3 Y# ^# ^: h4 N

  a7 {# [0 q; a5 u3 i2.6、测试仪器：
2 K% y* h5 O, Q5 ~$ Q* W

3、样机结构信息

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。

6 P8 _9 N, ?! T$ W3.1、电路原理图及BOM：

, m6 v& b. C- g, ?3.1.1、原理图：

& M" t5 u" R1 }1 i+ _

3.1.2、元器件清单：
% `9 ], J" f  S/ E& H+ x5 b

( a6 ~/ O( c9 L- y% u1 q3.1.3、PCB布线：
2 r  m# ]4 w& C. K
! _- ^, _' A% {8 S: ~

PCB顶层布局

PCB底层走线

) x8 u8 l) e0 ^  X/ W3.2、变压器绕制工艺：

3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
' j4 e/ e/ V6 h
( ?# _3 b! z" m' R) K

3 i8 V- z8 k3 e& H& |3.2.2、规格参数：
1 S8 ~% B) i* N6 z  U% `2 W  j3 e
+ B6 D+ U1 N5 A1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
7 G  @* ^9 c) Y( Y- L7 R2）材质：TDK PC40或同等材质；
3 d8 [2 q; k" A. c( n5 U$ d9 z3 V3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
, i5 D. T0 H/ ~" o+ B4）N3：三层绝缘线；
" j3 X0 E( ~- r! b0 M$ f+ m5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
- Z, H  v1 H7 ~. C6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
! |! ^8 I* ?: `/ S3 j4 B. t7）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
# f+ b# C7 U' V2 L( h
3.2.3、变压器参数：

4、性能测评

8 G/ j% W; {4 ?" j2 X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。

& b$ {2 `; V; t/ C6 V3 r4.1、输入特性：
( l9 A/ }9 N/ u1 l( z, k
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。
. W) }7 E9 p" h0 ]6 J  y
表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)
! N; s0 b6 m, z. \

& h" O4 b) b6 G3 {( m) L- u2 p表2、输出100%负载下的输入特性
. [0 B( M6 ?% A% H  T) [

( v. ?, c  z2 A+ r! Z2 d表3、效率测试（PCB END）

, Q' A4 ^3 u) P. p" X表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
! Z* r, M/ X, L7 {+ Z7 r# n  _

- `3 `0 B- G. L3 c4.2、输出特性：

5 h. B+ E! [  |# P6 G) ]4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
, Z- i* n# b- B  [- x/ R

4.2.2、输出电压纹波：
, k% Q5 M- n; m* M1 F
. m& w2 q. W% }7 J- j- z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。
) ~& y7 q* s. W/ B: T- C1 ]* |: f6 v$ e
% ]$ e1 ~! c# e. u: j8 ^6 ~

0 B' q' o6 k! d6 N

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

" B- I+ W) [9 s* B8 A2 J0 M

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

4 K6 S0 J- r5 ?& t  o) I& D/ ^

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

4.2.3、输出恒流特性：

0 y5 q/ @: s6 |, O/ S4 d' |  [

0 B5 i% ~; w( f/ x4.3、保护功能：
& h4 d% o; y* q) o: f% ]& H/ _
4 k( D# Y! a9 R# F$ |注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
8 W7 F/ c2 U3 u
4.3.1、过流保护：
2 q0 `8 L4 F' D' S2 m

& \" A3 l/ \/ l; ~% ?) n. u4.3.2、短路保护：

' q6 a) A0 a  p; B* I4.4、动态测试：
& d  H# I/ p, h9 Y! I6 P+ z  T
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。

* _( ~; R6 |1 T$ x7 G. K) M! ]/ _% W

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

. Q4 I6 l6 q4 y1 c  J9 S* z

AC264V @ 10ms

* Q2 a) z% o; h# M, N. G8 P4.5、系统延时时间测试：
( U+ f! a/ o( t' Q% b8 e! `
6 a! z) \( I9 W  Q( n+ T注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
/ q, Q! X: f  e# j* [7 Z
& p6 M4 K. r) l5 `& G; ^

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

. |( J% t- O6 u7 z" q" U3 @

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

- {+ o1 z) O- U6 ~

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

4.6、其它重要波形测试：
' O) m6 z/ _* k7 A; C
注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
0 y  `+ n/ Y4 e+ G1 z: J8 f
  F4 Y9 {, [; T  o* X

AC90/60Hz，100% Load

+ S8 y- i7 p/ A. ~  s3 H

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

( T, m- i* Q5 x; |1 v' G

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
0 }3 O! E1 j& K6 n1 s+ N
6 Z$ \) p9 ]9 Y) s' Z; \5 U" ]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。
' A2 L7 v: w- H2 w/ d" `% K

测试样机及配套外壳

! }3 _; o. M5 A+ x" w3 x温升测试：(℃)
& o; q: [, r, f/ P  E! w: m

5、EMI 评估测试

8 z2 {# B! x+ w. f; N: C测试条件：
: Y  y/ u! r/ [: {9 }4 h# V
4 Y( j( L; ]) e5 R输入：AC230V/50Hz；
' |" ]' v* e$ }9 t! T输出负载：12Ω/50W；
& B5 v% l' B0 _7 w4 z限值标准参考：EN55013、EN55022B。
# `+ i& E! B  l" P- |/ n* M( F" j$ z

AC230V/50Hz 传导L 相

; l0 `% |0 k3 b" l3 A: g

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试