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) r9 L" z* ?  N
/ B" U  J& E/ a' O: m! p+ s- r0 N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 e5 j9 K( \1 U2 l& r1、样机介绍

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。

& B3 [: \  y: X

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

: Q. @" S! Q7 Q, d) B5 r) y" y$ sCR5216SG

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。

; B; r2 a% f- Y$ l6 Q4 j8 F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。

; N, w! K8 k6 U* w/ x) ]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。

* h, v% R4 E; Y( e芯片特性

● 低启动电流
  a) V- V$ g' u  H
● 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
" u& i, @' G% b* V! u/ N7 K
5 ~3 A$ ~8 m* @# Z& R● 可编程CC/CV模式控制

* x" W5 {4 T! L  a. L3 ]. Z● 高能效QR控制模式
, _4 X1 }2 y& l4 F  ]0 P+ F
& I  A$ @# p% w. h● 内置初级电感量偏差补偿功能
1 I0 D: X# R8 @3 F2 t
/ a/ ]. @" b( N+ c● 内置输出线电压补偿功功能
0 v3 m. T1 m4 @
● 内置全电压功率自适应补偿功能
4 K$ n+ F" A. V5 ]! l
● 无音频噪音控制技术
! Y2 G3 }3 s+ _+ H1 {  e* J& {
● VDD端过压、欠压保护功能
, K9 ~" ]5 n8 N
, ~) {. g- z' b7 \5 ]$ B● VDD端钳位电路

● 内置输出过压保护功能

: i1 l8 [0 U+ l● 内置FB开路、短路保护功能
$ u* F. v. w7 N' [2 H7 r
● 内置输出二极管开路、短路保护功能
& F) x+ U% t& H0 R% a) d# }9 k' m
- z, @/ h4 a; ^) z: H9 d. I! @8 R● 内置前沿消隐电路

● 逐周期电流限制

7 ^1 q( k: H5 o  S+ S● 过载保护功能

6 f4 v: G9 t, w● 过温保护功能

3 f# R$ ?4 z% e8 ]+ p● SOP-8L绿色封装

基本应用
( ]  @! H6 x2 O: j: v3 T  u+ a
5 f. N9 c2 h: Q/ |% V● 小功率电源适配器
* t8 U, {: U( R% i$ j
+ Q* S: J+ v8 H% n3 A" I6 |1 a2 X● 蜂窝电话充电器
, M4 _. H9 j& e* A1 f$ d
- @) n  f; i7 ?) ~4 `● 圣诞灯、LED驱动器

● 替代线性调整器和RCC
% u% ?. Q' a- U5 Y& C
典型应用
4 g7 A& H3 ?; x1 J7 p

管脚排列

管脚描述
& {) {; x: N  N& T

3 b- L/ b7 G+ T1 j, ~
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。
1 U  X1 m1 z0 |$ Q8 R7 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。
" s+ r: A, I- |6 `7 y- z5 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。
) h% \; ?5 H" B
6 ^; p" P0 z! k5 d2、样机特性
( n( e: |. Y) j% [/ k' r
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。

2.1、输入特性：

9 B5 ]$ Q' ]6 L& H1 y) X4 B% g2.2、输出特性(Line END)：

4 I& u( U, C! @1 r2.3、整机参数：
0 e& L4 f( C5 E9 Q. z9 H

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

2.6、测试仪器：

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。
; R/ _5 E; |; T" z* z6 h
1 a% ^% y  ~5 Q6 c& a7 T( P9 Z3.1、电路原理图及BOM：
8 ?! j, i, @8 ?
0 O0 ~" o+ w, A% Z: \- C' P7 D+ L8 _6 a3.1.1、原理图：

. o7 V) V. d0 J3 o- p+ u0 h

, T; g! }! \  P. z3.1.2、元器件清单：

' o; A' X% Z7 q8 Q) `8 d3.1.3、PCB布线：
9 @  s& f2 e! o- L. |3 A2 n
3 L1 O# J/ a/ M: N( F! I! o: N

PCB顶层布局

- G: n" s3 X% Q) O* o

PCB底层走线

: w2 r6 U/ R! Y! D9 `, d3.2、变压器绕制工艺：

2 J' D) ?# k, A5 {  U7 G+ J: H3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
4 ?6 J1 ^& H0 |$ `. }2 r. Y( V& h

- Q% P/ a% H4 n

3.2.2、规格参数：
7 \( R! S* y7 p1 y
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2）材质：TDK PC40或同等材质；
- G1 z2 L% q. R) @& ^4 V# h3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
4）N3：三层绝缘线；
& D1 d9 u" m+ o; T5）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）；
  X  y3 W4 ?* A7）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
: T1 B( j- I# u$ d9）成品要求:浸凡立水
, ^+ R; n3 D& N8 A
3.2.3、变压器参数：

& ]0 G( w3 l8 M

; f) P$ ?- x- l- W& J& H! h4、性能测评

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：

/ x7 S/ X) g3 m1 p( }% i- F: a! B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)

表2、输出100%负载下的输入特性
0 n- [; g( D6 y9 _

表3、效率测试（PCB END）

9 Z( n! H( r( N8 a表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
/ I* d+ M6 b0 e

3 s# l/ _# ~# T7 T: E4 L( U. r3 F4.2、输出特性：

4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
% e0 J6 k+ S0 Z" @, }$ E& `

4.2.2、输出电压纹波：
* Q+ q5 E% N4 }2 T
9 ]2 h9 f5 U1 p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。

/ D- U8 y. y8 h( @

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

3 v( p  ~5 c1 Y% i) k' i

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

& r& I* b. R4 b0 l; E: m0 }( b& }1 {

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

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

4.2.3、输出恒流特性：

8 P0 E" W& A$ V- i9 W1 \4.3、保护功能：
& }( o* B- \2 C  S4 E+ Q; o
- H, u0 ^1 p5 {0 _1 U( u注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

; g# ^0 d8 o) U- j; j" W4.3.1、过流保护：
4 _* f% Q0 e% ~3 `

4.3.2、短路保护：

4.4、动态测试：

7 T5 \- O* c% T8 N- B5 M) [' [0 U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。

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
+ p  d9 I, J9 P. ]5 R
- F9 v: W0 ^1 q' [8 q8 G5 @4 b% f7 w, a注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
) ]( O" b: O  ]' W- X* U) d  z

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

4 A9 f5 x* b& j4 j/ X

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

" X3 F1 S) Z- B

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

5 X. g+ W1 r/ X

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

5 Z$ z5 }" u6 d; L: |4 H8 o

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。

% H: A; q4 y7 ~* M  e

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

, }: w4 j, \! X& H, `

AC264/50Hz 输出肖特基电压

4.7、系统温升测试
4 C* o+ N5 g4 T. _; Q2 C5 r, W% r( r
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。
  b( G1 I- p: x8 R6 j! T) I

测试样机及配套外壳

$ ^8 a. @5 C: X4 G% }温升测试：(℃)
( r# N: x3 d- d

0 x" l8 N7 Y$ C% m6 k) |5 N5、EMI 评估测试

测试条件：
+ i5 V& z" B! X/ |) b: }
输入：AC230V/50Hz；
输出负载：12Ω/50W；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。

2 L) ~6 K& q- q4 s. l4 u0 {2 U

AC230V/50Hz 传导L 相

AC230V/50Hz 传导N 相

0 o" E) O/ B2 H5 d) U: l6 u6 M

AC230V/50Hz 辐射测试

3 N% b, [0 @( J  X* J3 i' L% n/ U8 C