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？

; v5 @2 ~) l. v0 b: ~" B9 ^1 h8 I/ ]1、样机介绍

7 h& e1 Q3 j$ s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。

$ y1 u% [- r$ `0 m2 ^

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

5 o% U5 j4 d) c1 rCR5216SG

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。

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。

+ U# U6 N/ v. k# b( V& U; W芯片特性

● 低启动电流
- K( G& Z5 ?- S8 F1 g9 T
● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
6 @1 g, @- U' M4 b) ^
  t! b  Q6 t- S: J9 y' ?● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
" f$ d/ M% O: A- x- y$ j( M  k
( l$ U" b. I. E+ R5 g3 H' B/ C) [' N● 动态负载响应功能
! f/ \! ~' T# h$ @3 L2 E
● 可编程CC/CV模式控制

& h4 z6 M6 v% M: q( H! V! I● 高能效QR控制模式

+ F5 K( [4 x3 k( s% L5 A( _6 C● 内置初级电感量偏差补偿功能

' ^2 u, E; U# w4 g2 s9 ]/ u$ P9 r● 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

( a' N4 x' V6 n, R, f6 d( M● 无音频噪音控制技术
' K( ]% O! D3 o( K( Y' i+ w
● VDD端过压、欠压保护功能
8 v8 ^* _) L6 `& H4 |3 r6 N
● VDD端钳位电路

● 内置输出过压保护功能

. ?) M- z6 D' G● 内置FB开路、短路保护功能
" g$ r/ C( E! H9 f  _; ~) J
● 内置输出二极管开路、短路保护功能

● 内置前沿消隐电路
" ?. I  [3 Y4 U# @# k  }
● 逐周期电流限制

● 过载保护功能
2 K% C! N) [" @# O2 {. ]# ?. c
( k; g2 D  n7 R2 E% k6 m# f● 过温保护功能

● SOP-8L绿色封装
( B: k1 M9 c2 R: N* G8 K2 k2 ?
基本应用
3 d" h; B) S. [
● 小功率电源适配器

6 a2 O% K9 E; `% t● 蜂窝电话充电器
1 ]1 S/ P; r% J6 X4 z9 x
● 圣诞灯、LED驱动器
' S5 o9 y" j5 `8 U
1 x. R& M; H7 A* p/ \' y1 ]; c● 替代线性调整器和RCC
! Y' ]. P: p; b# N6 S* U+ x
典型应用

, F6 R6 B$ C- S4 v* {5 W/ M  W管脚排列

管脚描述
' ?0 j. p! [/ l- b6 U2 t2 v6 L3 S
2 ^1 r% j* x8 W& c0 K& [

2 f6 I0 v$ i# {" e7 I
- Q- @* H! p4 p, g  t: f& l+ ?2 O5 t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。
7 D. \* I' h/ g2 d3 I# @$ i
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。
/ ?6 B  |5 J% S% A1 }  k
; j, p+ E4 m8 g9 g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。
# ^9 W# Q- d. Y/ w! }
2、样机特性
9 O" }6 ~5 N  U5 ]; |
1 A: q8 G- b# m% x& x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：

: j2 d# S( I* D2.2、输出特性(Line END)：

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

8 L0 }8 {+ h9 f2 q# m4 G2.5、工作环境：

( d' Y' c0 D# P( T2 g2.6、测试仪器：

4 V( ~: \# T6 C/ ]% v8 N4 m* r( E4 ?3、样机结构信息

( U- }& \: j# p+ }$ z$ k  X) b% C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。

+ |. G% D, Y' q* p. L2 w* |# T3.1、电路原理图及BOM：

% e2 {' q' Z7 e, C/ x9 }6 ?3.1.1、原理图：

4 Y# ^8 q: X  X" o

4 ~- M. M( ?& @: n) Y; s  ~3.1.2、元器件清单：

2 [. v& x; N/ s; g

3.1.3、PCB布线：
% A6 A# t; m( ]: g8 l/ y) |8 F

PCB顶层布局

% H- Y. p" }% |8 E! b6 ~

PCB底层走线

3.2、变压器绕制工艺：
; c2 b' m. q$ z7 q8 P0 `  \
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

; V7 S6 T7 o  C6 R

3.2.2、规格参数：
/ ]" p. a) ]+ w. [8 }2 q; m
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2）材质：TDK PC40或同等材质；
$ l+ H$ z" D1 o4 ~* A% {0 R$ ^3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
4）N3：三层绝缘线；
! o: D7 x1 q- q4 f3 \" [  N5）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）)
& I; u+ P, B* ~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：
+ f1 o' S( W" z9 e; {

4、性能测评
1 O( N2 S; P. m7 V+ Z& g3 `
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。

5 v. v, ?7 }  T* [1 F- Y( q表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)

3 l: A6 l# v% ^9 d
表2、输出100%负载下的输入特性

2 O% ~8 y9 j1 Q" o% `4 S表3、效率测试（PCB END）

表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
  ]- V! o9 @6 X- H

: N" a/ s4 Z% s5 ~$ p4.2、输出特性：

( ?% ~% b/ G0 }- ?" U7 a4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：

# A- y& ]; b. I# O7 m4.2.2、输出电压纹波：
! }; a" c" v# S) J1 d. H# f
& I# s+ v9 h1 }, J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

6 L) w+ O& x, N: p5 O

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

: t4 N, v1 o1 M8 F! n

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

4 R5 ]+ U9 s* `7 t

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

4.2.3、输出恒流特性：

- m4 i9 B# }$ R& m8 f. I; [4.3、保护功能：

注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
5 ?  n! I, Q7 K& [& |
1 o2 d8 G: c! z. M0 `4 o6 |$ ^# g* k4.3.1、过流保护：

$ F+ d* P2 {  z' Y4.3.2、短路保护：

4.4、动态测试：

, H& }8 i2 T) K- v* {' A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。
1 T$ r9 k* N* }( e5 `. V9 @
- Q* W( `$ n' M6 ^7 W# F3 g

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

: u1 i6 j9 T0 e

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：
( K+ B3 I/ X) [* }8 N  w) r* q
4 ]4 }. ~+ o0 w( f; M* ?+ I注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

8 P' e6 V8 ]8 x6 Q

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

3 S4 O5 d" [8 W; G4 Q0 Q. Y/ ?

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

, n( l( c% w8 |% h' Z

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

$ `  [4 A7 W7 b/ u/ r, Q  m% ]. `4.6、其它重要波形测试：
8 q, K: ?7 v# }  g5 _
注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
+ h2 \6 K6 Y3 s; `4 \5 n9 }
7 O$ O5 t" l3 v& m

AC90/60Hz，100% Load

+ X, F" C7 H+ t2 N. C

AC115/60Hz，100% load

$ i' K7 F* ]& _: `

AC230/50Hz，100% Load

8 o8 ^/ d, t' L+ V+ y' ?

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

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

温升测试：(℃)

5、EMI 评估测试
$ X4 _, T" A: s; T
7 h4 ]7 Q, S) v: L% h% ~测试条件：
  [* v# Q& W2 ^9 o
& K5 w1 ?; }" T( Y8 M9 _2 X; {输入：AC230V/50Hz；
0 w5 \' ~7 ^  z" H  O输出负载：12Ω/50W；
3 c) K) X: G4 G* K: u7 p1 W+ _, @+ w, r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