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

! k( H) K  Y- S5 B8 S* k
- J8 h( A, k& }$ E  `2 q) H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？
9 Y' D2 \& j& o, a3 C7 l
1、样机介绍

& ^% T5 s* R- }5 r& 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。
  o/ r& B. j1 |+ H1 W- ~7 c

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

$ S0 Y9 q5 l1 A- cCR5216SG

/ K- ]- T. Q, I) `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。

! t/ A2 y0 c2 B1 c芯片特性

● 低启动电流
7 V! E& R8 d% t7 x4 \( r
0 O4 w7 ]; a, [; Z  R) }● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%

3 m1 x1 S1 z. w; Z$ ?. N' F● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
( @, w% t# ]  w2 Y6 J
● 动态负载响应功能
: \, M- n6 \4 K/ A- ~
● 可编程CC/CV模式控制
% p$ f5 j$ x8 X9 ~4 |) r1 [4 e
● 高能效QR控制模式
# i) ?" n" r# G' r8 q' u) O% ?
3 r% ]+ {6 R$ N( ~: W● 内置初级电感量偏差补偿功能
- U% ~# J) a: }2 V
● 内置输出线电压补偿功功能
, s9 p9 P5 {. m, m( p
; q$ h; q# L& R- t, b! Z● 内置全电压功率自适应补偿功能
  H5 y7 T. v. l: x- Z9 K
● 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
7 L% U: C" z7 l" O/ a. Q
● 内置输出过压保护功能
9 @% S/ a$ }$ H1 t/ S, M
● 内置FB开路、短路保护功能

2 a+ C, R/ k; }● 内置输出二极管开路、短路保护功能

● 内置前沿消隐电路
0 N- [' P3 D6 f( V. f
/ J4 P7 ^- _7 [" h● 逐周期电流限制
! B" {) m5 z$ A. c. I6 b
● 过载保护功能
: b1 c  o. O: [6 t3 a
● 过温保护功能

● SOP-8L绿色封装
0 M6 W2 R3 Q8 l5 R' P9 p
基本应用

● 小功率电源适配器
5 U! G; m2 X0 A+ T
; |2 `" q" v& w, r$ [# x: B● 蜂窝电话充电器
9 t9 R: h! a+ c
' O8 y# R5 p* X2 u● 圣诞灯、LED驱动器
2 `' \1 y: L) \7 I; {9 i$ v
● 替代线性调整器和RCC

% B8 j, o8 L- j, n) n7 K: \典型应用
6 L5 z/ Y( T9 ^
( d& [3 y  i1 z5 R! @2 z$ a

管脚排列

管脚描述

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。

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。
2 o% R& G: D& {9 d8 m
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。
; _3 @4 z& Z) @
! t0 F; k1 G, w) C2、样机特性
$ w* l# k5 M% l# s9 m7 o+ C
7 Q$ m* W; i$ d2 U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：

6 J* l+ I" i% l  h9 f) E7 |2.2、输出特性(Line END)：

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

7 _' j/ Q. g' u9 S8 G1 L2.5、工作环境：
% P# a0 d: d7 |& J6 j9 w

2.6、测试仪器：

3、样机结构信息

' ?/ A  }3 Y5 B7 _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。
/ T" r5 r: x- m: S; n. x
; m+ v/ j0 {' \3.1、电路原理图及BOM：
; i4 Y# x$ n" }$ N8 j, v) N
* Q  r: X' F5 B8 a3.1.1、原理图：

# H$ N% P" j2 u' _* m3.1.2、元器件清单：
8 l8 W) ~. M. \

+ c5 z2 o6 B: @/ q6 N$ p6 X3.1.3、PCB布线：

6 Q( R  q8 a( X

PCB顶层布局

4 m5 y, `( P: @$ T: f" [/ w3 R

PCB底层走线

4 s9 n9 q4 w6 m6 }- |3.2、变压器绕制工艺：

+ d; k" T6 P1 o. X2 E3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
) h1 }: }, q7 T6 I

( |- L# N4 N2 M$ S$ g

3.2.2、规格参数：
; H: Z. e3 v' o/ c& ?
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
* o: ~0 w) B3 V2）材质：TDK PC40或同等材质；
9 z8 g0 T  P' F7 N# ?, n3 C1 r3 {3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
( b2 z, G+ x5 D! w4）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）；
$ ^, S# y. A7 C: ]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）)
0 B" ]4 y1 `! B7 O8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
9）成品要求:浸凡立水

3.2.3、变压器参数：
, i# N: w4 o# X, X# D- @! h7 H
  ]3 u7 i3 `  g# x/ _+ P

4、性能测评
: z8 c( a. Y& a/ V7 N0 \
- c7 q1 e( n* r. k$ k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。
# }1 K- a& m. Z  |
4.1、输入特性：
; ~9 i0 X5 ]. L. J7 k. z" y4 E4 P) a
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。
9 o' ]5 Y" X0 ?
表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)

2 ]2 E1 n) s  p$ ]0 `
表2、输出100%负载下的输入特性
) s$ C) I6 q& H4 I3 w2 f4 {

表3、效率测试（PCB END）

表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
* b# O' `- i; X3 Y" L# v0 P- L

4.2、输出特性：

+ t; `$ t4 u4 J3 R$ w8 K4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
( ?2 l2 I) m6 j7 f

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。

2 i% K2 m0 J& }1 p  ^( j

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

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

4.2.3、输出恒流特性：
8 F  B/ n2 q6 l, m' Y
& I- Z  E6 D' A: D) @

4.3、保护功能：

注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
" X1 O" k! y( S+ F" b1 T4 P
& W& ?+ h; k" w8 b) m6 e4.3.1、过流保护：
7 e% h, U& V( e4 ]! t' g# ?! ~

" Q; a2 S( S5 Z* D9 _4.3.2、短路保护：
0 D0 ?$ k+ X7 D  @8 v

( g6 m7 @0 x/ {# u! w4.4、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。

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

0 l, Q4 W! \! A5 j5 n7 }$ _' h

AC264V @ 5ms

- L2 \5 K  l- N  X7 p, b

AC264V @ 10ms

$ j) d7 b( N3 A. a+ M# }' t8 |( H$ Z4.5、系统延时时间测试：
; E3 d! }" D8 a# T
注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

# O0 n2 P+ V9 B0 L& g. \9 V8 |

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

' h8 T) ]6 e! t" Q9 O

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

. N% t) m) \5 p5 x4 V4.6、其它重要波形测试：
5 t. F, H2 u  S$ W
4 u1 T2 }8 x! F" m/ ?2 r注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
- z/ u2 ~* j# }0 [3 q. p- ~, [/ x
9 r# J- S& t2 w* S

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

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

& K5 z3 p' Z) p$ _+ ~温升测试：(℃)
" @$ {9 w& y1 L. Y) m

5、EMI 评估测试

+ L" g  _' X+ Z2 J. [. W测试条件：
. l) {% s2 j0 K8 V
% T" ^. d' e! N" a! G; w输入：AC230V/50Hz；
. y) |" J( a! n  q8 \输出负载：12Ω/50W；
2 K# k( b; n) V" @5 M  E限值标准参考：EN55013、EN55022B。

, O  e- ]6 I8 {. h) f: I- w

AC230V/50Hz 传导L 相

AC230V/50Hz 传导N 相

% A3 l4 B1 I; W3 W" d

AC230V/50Hz 辐射测试

  g( z, N/ }+ W, @( ^3 j