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

: h. _) E; L, y7 E4 W- P
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 R# G' l. s* a. F. Z1、样机介绍

- S- x) Q" D7 F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

CR5216SG
% z. {* p) Q( x% c2 W5 w4 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。
) I' e6 p, b9 _, Z* X8 Y
  ]  v6 p0 j7 G  x# J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 @& H2 K) r  n/ u
; d) Q- q/ I" L: c4 O) _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。
# X  o- T( h, G/ j9 F6 X; a6 Q: Z
+ D' B+ a. P0 T+ o" \/ \$ y+ Y芯片特性
* D# W2 i# d7 D
● 低启动电流

● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%

2 J' E$ d+ a7 F0 x) `! o! b" c● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
6 V% F5 S- u) @5 }# E, c
● 动态负载响应功能
3 H# M. V* g1 }$ t- W- }
' u0 B2 ^. i9 ]/ \5 c● 可编程CC/CV模式控制

● 高能效QR控制模式

7 g5 e- o% j# W● 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
' i6 N( U" ~5 L
9 V# u, t$ _8 A- ]0 E4 I# a. Y9 H# d● 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
$ u  Y$ B! M% m8 F9 s& r
● VDD端钳位电路
0 O! U" @* w# {1 O2 l7 O
$ n7 E2 M% ^8 h● 内置输出过压保护功能
! g0 |; a- u1 g0 K7 h3 o) u: c
( T( ?7 y/ N+ `* k● 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

● 内置前沿消隐电路

● 逐周期电流限制
1 s  _1 s% p+ o; X' U
● 过载保护功能
) R1 y+ Q5 a- s% T2 u& [
● 过温保护功能

9 ]/ X! A0 t+ x2 }! Q# ?● SOP-8L绿色封装

基本应用

: |9 [2 N9 t8 |: O: \* F$ |● 小功率电源适配器

● 蜂窝电话充电器

● 圣诞灯、LED驱动器

● 替代线性调整器和RCC

9 r7 @7 m# e: |/ r典型应用

管脚排列

管脚描述
( i9 e4 t* N- |' y

: _) e& P- K6 Y( e$ B% A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。

" I, n0 U4 s: g; O0 ], z# i7 s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。

+ G, E9 {' z# ~0 v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 n& u) H) C. X+ ?8 S
: X( p, C8 g' F. l; G2、样机特性
# E  d& l1 q0 c& N: U. ^' Z3 J
: g! ^+ n7 r9 m7 \7 d; p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。
; F- a# W; L1 d: E5 k: m
2.1、输入特性：
6 Y$ h9 ], r/ M" h4 \3 k

2.2、输出特性(Line END)：
6 f/ H5 a2 F" `2 j0 t' h, p

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：
. U7 C8 s  A# b2 [

1 [' K4 l( s3 j4 a4 k7 U! u$ c6 q2.5、工作环境：

2.6、测试仪器：

3 f! j- Q, q- E  b7 d3、样机结构信息
. j# C: w0 w: x) G. P0 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。
- p. R) {) Z4 Y0 P, K+ U; J
3.1、电路原理图及BOM：
% H5 j! K% ]' f, w1 O9 g- A
" ?  x/ t8 h0 ~4 e9 _. P3.1.1、原理图：

3.1.2、元器件清单：

3.1.3、PCB布线：

# l! n0 m5 F& x

PCB顶层布局

PCB底层走线

3.2、变压器绕制工艺：

8 U* W7 [& O" w. x% }1 J) ^3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

- g0 w+ g: i. f

& A- u7 E& [9 |  P+ g& j$ m; V

3.2.2、规格参数：

1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2）材质：TDK PC40或同等材质；
% p) O2 N) h! Z) y) e3 ]3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
: E3 ^5 k! ?# `4）N3：三层绝缘线；
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
4 ~1 y7 |- s0 A4 Y6 v. ~6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
! F% m4 e: ^, C) t& M% M7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz）)
% s( k6 X) C+ |5 @8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

3.2.3、变压器参数：

1 x9 n8 L# Y, R4、性能测评

. Z* L! ?- c& s( }( h0 a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 F% V+ y- I% C0 x0 q
! e  ~# x/ j+ _  D- U" X( y  S, |4.1、输入特性：
- [8 J( Z3 u1 j# I: w+ M; S
& M1 a1 E" L  ?1 o' o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)

! R: U3 w; |2 o) j2 f' J2 C; }
表2、输出100%负载下的输入特性
$ [. N& J, I0 j4 o

表3、效率测试（PCB END）
. p0 a& C6 W" E& l+ m9 ^; s

  O2 {; ]0 H9 F: ]& `表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）

4.2、输出特性：
1 P, P6 \* ~& w& J; Q) k- Y
( P2 x+ m# I$ |: u. L4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
! u9 c# h+ R0 ^% q

4.2.2、输出电压纹波：

0 i! |7 z( i! X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。
1 U8 W1 c# r( ^# @+ O) R) B8 w

  k0 U0 _& H; \; T) V* M9 X

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

6 y, D) f) q4 U, k# }  y

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

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

1 W* a% O+ k- C0 G, p4.2.3、输出恒流特性：

4.3、保护功能：
" t! v2 F9 ~& S3 n7 d, D
# G0 t  J9 m( E: Q注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：
/ {! C  u& o$ M3 V

4.3.2、短路保护：
; Z- y, M3 m  {; F& I

8 K! e3 s. A9 A4 E1 W/ K8 b, U& j, V4.4、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。

$ c0 {$ X/ }) ?4 ]2 ^9 L

AC90V @ 5ms

; \0 r8 o7 P6 F/ u% `) T% x

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
0 h2 M, X6 v% A0 Y7 s
注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

! H/ j( _$ B& K" L5 x6 j

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

9 X$ x- W( [) G& U6 K

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

; ]8 U" W0 F. }# ~2 \' @

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

4.6、其它重要波形测试：
& j. E6 g+ f! c0 v
; R' N* y* ?* ?. H注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
# L! F" [" }+ h' c
% K3 ~! l' D; a& f7 N! t- T

AC90/60Hz，100% Load

- @. g2 h+ ]/ H4 L6 c8 [! \

AC115/60Hz，100% load

, }) t' R$ y, W, P) w5 `5 j

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

/ Z* ~5 Y% D( |- x

AC264/50Hz 输出肖特基电压

4.7、系统温升测试
+ g5 D! [* Y3 D7 N: |
* _  s' [2 m7 }: \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。

测试样机及配套外壳

, H* Z- n4 G* K5 @, o2 s: g# l温升测试：(℃)
. ^. Y0 U' a, h! t7 F& r

5 e2 |8 R1 m% ~- S' H: h* n
$ {; ^& C! d8 }& W9 Q+ z5、EMI 评估测试
7 X4 J& Y" S6 K' U' \
测试条件：

& ^( ]4 t% S5 ]2 U+ {输入：AC230V/50Hz；
输出负载：12Ω/50W；
* T9 B( r! A5 z% V2 x! s限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V/50Hz 传导L 相

2 p# v  C" J4 Q3 e) |) c6 w4 @

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试