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

" }$ u% W# b0 E
. F% @2 K, s" ?# X, U  _" G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？

1、样机介绍
, S5 O, y: R5 ]$ t8 L
- J' v7 Z7 u4 n* X4 o! L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

$ c: O# A- j- ^! R- n% ~& Y" p; B5 xCR5216SG

' ^" n5 Y$ x( _- [' pCR5216SG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。

: y6 @; P4 i4 n" e9 a: f1 p: I* p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。
4 Q& g" [3 {. V* {# _; [
芯片特性
! Q' \: t. q8 Y
' t" p: p% L  O● 低启动电流
) }$ g) I! v, Q$ L
9 Z6 x0 l* W& D! f● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%

) u$ E) a+ }8 }0 {● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
8 M/ W6 y& ]9 t+ ~0 n, j
7 }( f4 v7 e. F5 K● 动态负载响应功能

9 ~. R+ w% |6 y: W● 可编程CC/CV模式控制

● 高能效QR控制模式
# U" k1 b8 T( D5 e5 S9 Y
& A" b5 q' w) C0 q" i6 g● 内置初级电感量偏差补偿功能
2 e- P& }( z% Q- d0 f
● 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, W# m& t  o  o$ I
8 R+ o& O" _; d2 R8 q● 无音频噪音控制技术
7 j$ {- V! d* w6 f& O  x
, g% E8 h2 |  i0 a● VDD端过压、欠压保护功能
; U8 W8 ^2 R$ `, U* e* Z; V
% w! r5 t& m7 T: l( c$ Y● VDD端钳位电路
7 j# B9 ?/ z; T; F9 q
● 内置输出过压保护功能

% m' x! X8 X9 U( B- H# a2 e- D9 I● 内置FB开路、短路保护功能
% I+ M! t8 l% Q' y8 N9 D& F
; A5 Q, n, O5 {. b6 ^. V● 内置输出二极管开路、短路保护功能
$ T" N' X8 @/ V) r
/ w  x0 S2 G* s8 q. l! [. ]6 ?● 内置前沿消隐电路
+ h! _# d0 o0 O: C4 K5 K# K
" I; ^  ^7 q% |; r● 逐周期电流限制
) |& I9 c! G. `: R6 u: j$ Z
  I' b8 v5 f; _4 k● 过载保护功能

● 过温保护功能

● SOP-8L绿色封装

基本应用

● 小功率电源适配器

6 K1 s" t) v$ n' Z● 蜂窝电话充电器
" R  K; H; H: ?  @9 n
● 圣诞灯、LED驱动器
6 K$ r. X/ x" \. E5 @: d: `
6 J# J; F0 q% ~* {' K5 ^● 替代线性调整器和RCC

典型应用

3 N* d  |9 O! W7 K% L管脚排列

管脚描述

# ~; M( R8 R# d6 V, f" X

$ c  i# ~* k( q+ \5 S
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。

' Z9 {  x5 |( m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。
' w  ]6 ?( L7 r, |, o0 S: E* M+ 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。

2、样机特性
6 i. u" n$ G8 W; w. l6 S4 T. ^) g9 `
2 |- |6 _4 t0 q  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：
' T7 Z- d9 J) ~7 u" W. W

0 H8 i0 D. K% K2 `' `! u  D2.2、输出特性(Line END)：

& b" L( p' C9 [0 u: [2.3、整机参数：
+ l7 G6 r8 N+ j7 _7 l7 S: f8 `* j

7 a) k0 D" T7 V, b! g% R2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：
3 ?: r' ]- r% r8 R

2.6、测试仪器：
  M4 I+ r4 u/ N! f) i& u. M

& ]$ |7 K& G) d; g7 v7 f9 U8 l3、样机结构信息

6 e. ^- D" P: E, N5 h3 {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。
. \6 N- }9 T- _1 R" F; J
3.1、电路原理图及BOM：
  ]4 t- p1 A8 C9 O
9 ^0 z( n/ b  n" ~3.1.1、原理图：
5 Z* Z; Y- ]3 C5 f

3.1.2、元器件清单：

3.1.3、PCB布线：

PCB顶层布局

/ p( v3 D! K; j0 i0 W4 @, n, K" S

PCB底层走线

- y% a* D+ b" a  G0 _* j3.2、变压器绕制工艺：
8 @0 l6 P3 g% C" p5 J4 i  ~/ ~
3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
- h7 k6 Z2 I8 Q) H! _

2 l% `0 d' \9 W: p' A2 k

3.2.2、规格参数：

1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
$ ^: |8 L# d! G5 x- `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；
& h9 W/ z0 q% N/ N1 u5 s! L5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
% K5 T2 m9 |9 G' w0 l6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
: \0 f: c; b; R. `0 [5 }3 ?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
9）成品要求:浸凡立水

( \% \2 z8 K; w3.2.3、变压器参数：

* f: g3 \4 ~) v. z5 ^

9 \& T9 O* J& c! Z9 ^' E" G. v, [4、性能测评

" a8 r2 g& {6 m4 u6 F# ~+ y. l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。

2 V5 ~: u% }9 n% @5 J5 j4.1、输入特性：
( T0 c/ Q0 J* C& h4 ~( s8 G
- D: J. G' X: E& e0 z  R! f: V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。
4 J; h1 c" o- r/ o: g
表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)
! Y5 e( @1 B3 j& H% P0 S5 {: [

表2、输出100%负载下的输入特性

表3、效率测试（PCB END）
- l' Y; d( i1 M- C: T1 g; U

3 N7 e/ J3 T' Q" E- x$ p  Y表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）

4.2、输出特性：

, ^7 d, V0 ^5 a' K3 ^9 Y4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：

% m' Z9 n: ~9 a  T4.2.2、输出电压纹波：
6 u8 K& D. J+ F3 T, s3 G8 b
6 `- |7 u4 u2 r) d; g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。

! k9 g$ W0 j0 e' d# E1 Q5 a9 i

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

' M! e- |" R9 X# P7 S; i

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

  s, y) F+ c" n7 h; _2 `* W5 _" f4.2.3、输出恒流特性：
) t8 `( W7 G( G( W8 G& N/ |( {
- K- P' G# v6 a2 Q) r  M1 e

4.3、保护功能：

注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
  K5 K0 N8 h& U$ U( h8 W  l  J6 g( b- F- j
$ j6 @. n6 ]' x5 h3 Q( n+ Z; j4.3.1、过流保护：
+ N1 \! b9 J/ R/ V4 D

4.3.2、短路保护：

4.4、动态测试：
, A/ R1 `" `3 \) ?$ F- u- T
' x) n+ k8 K& W1 y! z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。
/ c$ i- r; H* _0 Y) H

! o; d. c: U" i5 V# |

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

3 N4 y( l8 a6 \7 }/ [, T7 k

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
1 S/ r: z! T$ ^6 i+ d3 h8 ~

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

+ u1 D% U2 T  i

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。

AC90/60Hz，100% Load

6 I# V9 ~' U; v* x, t

AC115/60Hz，100% load

0 y6 I" B6 L. h

AC230/50Hz，100% Load

7 v, ^9 }4 d/ `

AC264/50Hz，100% load

, T9 q' I% t0 L/ c# E" o

AC264/50Hz，Output Short

7 m" t/ \/ e  a$ u) P- n- e/ X* U

AC264/50Hz 输出肖特基电压

4.7、系统温升测试
" u4 A& c: ~; q" a" M
& w, K  r0 t0 r* _1 M" Z% \% I! [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。
% R! Q$ y- e( O
, J: Q% I  `# z3 z6 _( [

测试样机及配套外壳

温升测试：(℃)

5、EMI 评估测试
7 p3 ]+ v3 V( b  o/ C
测试条件：

1 A% g/ u9 {) [4 e3 ?/ ]! p8 E1 j输入：AC230V/50Hz；
输出负载：12Ω/50W；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V/50Hz 传导L 相

( [" E, c5 ]; J6 `* ]2 y/ @

AC230V/50Hz 传导N 相

AC230V/50Hz 辐射测试