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

6 a: F, I6 H0 B1 X" D
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？
+ m2 e/ F  }1 [/ {; J! W( I
! ]. d+ q! g% k1 d8 X1、样机介绍

. J+ J% k* r: d" c' k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。
8 M' O! @- X6 u) F& d! N( @/ M6 v
7 M# d& H! [" R/ r* H2 q" w, E

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

CR5216SG

  ]% P# S0 D4 k- k. ?7 XCR5216SG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。

' t( W; h1 J3 _, t7 d& }0 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。

. f+ b' m( y9 Y& w* _, d; ACR5216SG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
& n0 F( v% k% O; [" F
+ s( G$ m& R, l& @: T& T● 低启动电流

: b- D, T% g9 F. g% {0 L● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%
3 t; a7 j- S4 m+ X
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

* G4 F5 p3 _, x! f● 动态负载响应功能
$ @  W0 r# q8 _: _- A
● 可编程CC/CV模式控制
$ g8 ~% d$ a$ n9 T8 Z  r( r
% R% ~( I) V- g( T● 高能效QR控制模式

7 I& B3 [& h* W9 b● 内置初级电感量偏差补偿功能
* _7 T5 X" E4 u1 Z3 O- l
● 内置输出线电压补偿功功能
3 _" j+ }9 G4 H! N; f% X
& N! j* R( J8 Z5 ^) O( n● 内置全电压功率自适应补偿功能

+ t3 W. `8 Z8 _$ ^# ^● 无音频噪音控制技术
- F# f" j( e% \1 b- }0 f) d) m8 m
. Z1 m$ a" d3 D● VDD端过压、欠压保护功能
  h1 ]8 ]+ B2 g1 R. E3 W1 }
3 h- W5 n* a8 T/ K0 G● VDD端钳位电路
4 c  Q$ n& ^) [: D
4 E  ~1 J8 _- F) G● 内置输出过压保护功能
/ ]" O0 k  J% v
  l7 ~& b! R" B% Q# [● 内置FB开路、短路保护功能
1 a2 {( m4 Y( ~/ m/ {& e3 R
/ Y& i8 {' Y' W; X● 内置输出二极管开路、短路保护功能

9 ^- ^3 d9 H* E5 D9 X& U- v● 内置前沿消隐电路

● 逐周期电流限制
( ?: v$ l/ k2 E/ o
● 过载保护功能
3 A7 Y1 _7 [$ E5 `5 b
* Q2 Q! ]& p8 l5 n● 过温保护功能
5 m: ~2 Q) K, K% W9 C$ {5 b
● SOP-8L绿色封装

9 c+ C; m3 _. Q/ f# E+ i基本应用
* |2 K+ V3 E9 o( W8 ]% J8 Z9 c
  }5 a5 O! [* H/ C2 ~7 A● 小功率电源适配器
  h6 p( [# d( S2 z' Q( |/ r  n" {% t
- F: |% H4 K  Y+ Y# ~6 b* A7 `● 蜂窝电话充电器
3 b3 ^) u5 P) {. u8 }# Z1 L$ O# l# p& T
● 圣诞灯、LED驱动器

● 替代线性调整器和RCC

+ ?5 d1 t. G# K% S+ G. J, j' |; l典型应用

3 A3 f5 }; u8 x* l; d

管脚排列

管脚描述

& ~& f# y- _! e' H5 p3 n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 c1 u5 n7 u/ m/ M4 m. J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。
8 b- L4 b4 H+ F' }
. ]$ h; _$ v0 p( H1 e/ `% u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。
, T/ z5 F' c7 S/ J4 V, k
; u5 G  G( i' ]2 l9 z7 q2、样机特性

! c9 N$ w+ ]) ^) e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。
/ r) b+ @" N7 ~! C8 v3 R
2.1、输入特性：
5 L8 B0 G% w* i% v9 h6 i

2.2、输出特性(Line END)：

4 }/ O) p7 G$ T' N1 z2.3、整机参数：

3 w5 H7 _1 d- L5 Q7 N2.4、保护功能测试：
3 |# Y* `: N3 Z

2.5、工作环境：
. g( ^% U: ^- A

2.6、测试仪器：
* `! {$ C0 s3 p% x* p4 R

* j. k7 y6 {6 P; I: ~- i0 n3、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。

3 [# f) ^+ ~; R9 W% C4 q2 q% F3.1、电路原理图及BOM：

3.1.1、原理图：

1 d: M! s( F3 v* j; V) ?  k

- `! Y( k# a( E' R3.1.2、元器件清单：
9 v5 h. e( |% n9 ~/ w- _( z* W1 r

4 n8 |- Q3 l% ]+ i3.1.3、PCB布线：

% M6 Q5 Y" R1 B. ~

PCB顶层布局

PCB底层走线

  e( w; X3 |* l, K0 ~3.2、变压器绕制工艺：
" f4 q: ]6 h( d( y
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
7 j" s# j" _& h$ t* @3 ^6 k

1 R9 }( u* q* r, p2 b7 w

5 d4 w( l/ _/ V  ]8 Q" j2 N# N3 q3.2.2、规格参数：
" \6 s, ]2 L' _4 n  u) I3 Y
$ t7 ~0 b5 v. u7 b1 v$ v$ r. g! @0 h1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2）材质：TDK PC40或同等材质；
3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
4）N3：三层绝缘线；
5）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）；
  b( g" r. a' {8 _8 q8 {7 ~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
+ H% C' ]* `5 O4 t! f( c9）成品要求:浸凡立水

( R8 s' k7 W& ~3.2.3、变压器参数：
6 t+ d" B. L6 x. G7 x% ~" z6 _

4、性能测评
* ^  A5 u0 c1 b. _5 D+ s3 N
8 Q$ \9 E* F+ C9 g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。

5 g5 x7 Q9 G0 V' {% u4.1、输入特性：
* ^. R! O2 C1 O' F1 f5 ?
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)

9 J0 G; z# |2 U/ a# w" Z1 \, {1 J) d表2、输出100%负载下的输入特性
' c& }/ A1 [# ~7 X/ r6 O2 h5 c

) v" P. U. e+ Q) e5 x& ^5 j表3、效率测试（PCB END）

; g) O( F: q+ `+ F2 J表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
1 F" J- n2 d- q; f

2 u& G& q% |+ y6 J5 @$ R4 S+ ]4.2、输出特性：

4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：

4.2.2、输出电压纹波：

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。
! F- n3 [! G0 ^, U; u
# I+ @. B8 g# L( \

* J3 K7 t' u1 f$ f" R6 m

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

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

. I5 q4 t  G) I4 [( s1 q6 E) U4.2.3、输出恒流特性：
4 e* g0 p0 n  a2 w7 `- W, W

4.3、保护功能：

注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
" c/ r2 `3 w9 f! f( y
" u. T, M7 a) @# a1 T4.3.1、过流保护：
3 Z" N. x; J. A

% ^+ Y% x* `" d) a4.3.2、短路保护：
4 m* Y$ f# k5 _" P

4.4、动态测试：
/ ?2 a% _' i0 B; u) u2 g% k) }3 ]
2 }* f  A& e0 u! o" T; s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。

2 e0 n. s/ d$ U- H' a

AC90V @ 5ms

/ ~; ~6 Z+ h4 _  o$ S2 v% T

AC90V @ 10ms

% \- c) a8 i3 m

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

) G7 m# r0 B: g, ?* j& z; b注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
1 K. u' e' s4 G( G/ K6 l/ x3 y2 P

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

0 J3 k& K& `0 Y3 Q4 {

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

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。
+ G: m0 T% `! h, Q7 [0 f0 _6 A

AC90/60Hz，100% Load

2 ]) R( a* I8 ~- Y2 C% x

AC115/60Hz，100% load

( s; o! K- d8 Z+ T; L7 n1 c' l

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

' r% e9 W0 T1 |: s

AC264/50Hz，Output Short

1 W5 E$ G4 O* U1 R' ]" m3 I

AC264/50Hz 输出肖特基电压

4.7、系统温升测试

5 h& ~+ g5 a3 u$ I7 d$ g5 p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。
7 D. t. Z2 Y! G
) g: f' K% u. N' E% F4 z

测试样机及配套外壳

温升测试：(℃)
3 {: Q/ O, H( l8 W

: [! O: Z# A' h* [" Z! g  ]
5、EMI 评估测试
1 ?& s  H. Q& n3 E
5 j5 M9 ?8 ]/ U  f) ^测试条件：

输入：AC230V/50Hz；
# a+ |. h6 ~- f5 a% \输出负载：12Ω/50W；
' s5 n9 e2 S8 X* m! _; t) T8 t0 a限值标准参考：EN55013、EN55022B。
0 L9 x1 g  K4 ^. ?' d) h
% x- s+ {. c+ w: @* u

AC230V/50Hz 传导L 相

& D/ r" v+ _9 e+ B" |

AC230V/50Hz 传导N 相

! v* x+ k1 M0 {5 [

AC230V/50Hz 辐射测试