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

0 ?/ t' Q* ]3 I! `" C
5 A$ O4 K  _5 |5 ]! S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？
# N8 a. [" f" @2 ]+ e
1、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。
% n  l& W0 Y! T& H
# A; E* ^6 q/ R

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

CR5216SG

8 w) \& E8 h2 K& A0 ECR5216SG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。

# |" H: W' A! ]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。

' Z7 G/ @! n7 `. X1 R/ \3 tCR5216SG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。

5 @; I8 O, e( E2 c8 W- S. K& J芯片特性
6 F! B  n' P! r: d! y5 d) E& Q
# H  E0 O- ?& ]& n7 f● 低启动电流
5 b! v  r  }5 k
3 N1 I: M- P4 Z7 J3 c. p# B8 [● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%

. C  }! I' F+ ]+ X● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
* D' _: v; P* l
● 动态负载响应功能

4 B4 ]8 a" n( o) w& }● 可编程CC/CV模式控制
6 |' h3 n% a. o' s8 v  _8 Y
8 n4 @; I* \  m, {$ w' c% V● 高能效QR控制模式

● 内置初级电感量偏差补偿功能
- e) C4 l1 f9 ^" S
● 内置输出线电压补偿功功能

+ r" v2 O0 `3 E, v● 内置全电压功率自适应补偿功能
* K2 O8 E/ M' A2 c0 Q) n# G, B
● 无音频噪音控制技术
7 c! ^. U  [2 r4 ]% z) C
● VDD端过压、欠压保护功能
, R# T3 U' F* C
: v0 \0 J8 ?4 m6 p2 `# T  E● VDD端钳位电路
4 C. ~3 q6 b1 s( n% J! Q
● 内置输出过压保护功能

; q2 _+ O4 C/ R● 内置FB开路、短路保护功能

- N) A' r" d  L( t  Q/ p' {) n5 o● 内置输出二极管开路、短路保护功能

# v; m7 p. i4 }5 |& M9 z● 内置前沿消隐电路
  L9 q% [/ }- |
● 逐周期电流限制

● 过载保护功能
! t3 a0 W$ K0 y" S! |
- ^( Y; t. @( l' v1 I● 过温保护功能
: ~3 h" O1 Y' A3 Q( y+ m9 d
0 s( i" m! p& }& M+ ^4 @# G● SOP-8L绿色封装
* i: S( d: c+ ~& l  g. J
" p" v. l9 L) J. U8 l; p/ A基本应用

● 小功率电源适配器
. g0 R/ \( d. ?9 A1 N
4 Y- r6 v. H* [4 C● 蜂窝电话充电器

● 圣诞灯、LED驱动器
+ D5 x) F7 B. }7 E# S0 X
● 替代线性调整器和RCC
' N9 O8 ^* p* ~1 o
典型应用
4 S: Q1 F* N9 n  v6 e7 \. k% o

管脚排列
/ X7 ]  _+ U/ F. l) P* v' }* b

管脚描述
( A4 B" r7 K1 ^6 J) i: R. z/ `
! X+ C2 e/ K- K3 g

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。
9 S8 t3 C, ^( c
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。
- q" e. N5 M% q* o7 Z6 W
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

, |7 U9 q& N$ J4 `+ G3 t- B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。
% I$ ~+ u& V7 w0 w4 \
2.1、输入特性：

2.2、输出特性(Line END)：
5 n. T# g  T) F, b' K  I

2.3、整机参数：
. K, L" [% @7 x

2.4、保护功能测试：
9 Y% W- d$ [) y+ @. u& T9 Q

2.5、工作环境：
/ p% `7 p. C4 E$ h( [

7 x" \# g+ M( B) f* {) Q2.6、测试仪器：

3、样机结构信息

; d& {- R  N% X3 v& X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。
$ W6 G/ V1 Z# o' a7 g/ ]
3.1、电路原理图及BOM：

' X: C9 P. I: n7 V6 r$ \5 r% _6 N3.1.1、原理图：
5 U% z5 Q( T4 o

/ C) {3 h2 q( Z1 a1 }3 c3.1.2、元器件清单：
* l" X" F: _& [5 Q+ v# d
  w. l/ @) v' Y' H" G) \

3.1.3、PCB布线：
6 ^, E! y/ I* k0 M' t

PCB顶层布局

PCB底层走线

4 f# O3 I7 n+ i/ U6 F/ i3.2、变压器绕制工艺：
% c) L1 f2 B; s' x
3 V( W$ s1 R; O( p/ h. M% _3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
5 c* F' l5 e' C9 ]

3.2.2、规格参数：
, j) i: N. o* L
1）骨架：EE16加宽立式（5+5PIN）,Ae＝38mm²；
2）材质：TDK PC40或同等材质；
+ [  ^0 d% A, A7 H: E* K0 x3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包线；
1 b, e' K/ C8 K5 c! t4）N3：三层绝缘线；
5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
5 y5 N! W9 _5 h9 W0 Z$ s# H6）初级绕组感量Lp：1.25mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
* P: L0 Z1 U; W- `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

3.2.3、变压器参数：
) r- U% W. X9 O" r' c  n  E

4、性能测评
: h/ A, |* e7 P" x6 w
' L6 V/ @8 w1 |7 S! b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。
6 P2 q% O( B! E. C% @! E) B: F, T( V
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

表3、效率测试（PCB END）
3 N0 `6 W; f# \* P

表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）
8 E$ f0 Z: l5 v0 n* z5 t8 j& g) L

4.2、输出特性：
# t1 w, D5 M% z+ M( p/ T
4.2.1、线性调整率和负载调整率（输出24AWG 1.5M）：
0 B, e3 M# H8 j+ C( I6 b

4.2.2、输出电压纹波：
; T- B7 {! r  h9 a) A. Y# ^+ ~
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。

$ @& P/ @5 V- E! q3 z- Z

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

, c% R  M, N7 q

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

' P) `7 J. ?5 T( P; f( \

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

+ z& c0 D, L* u' A8 T

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

, @8 Y* t6 C3 o0 G3 v9 r4.2.3、输出恒流特性：

0 A$ n4 B$ r8 T4 d# g) O4.3、保护功能：
. E! v0 Q4 g' t" R8 C) L  z
) U) q0 g7 K+ k3 H注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：

$ M; w2 t/ j9 v' X7 R) C8 Z9 o: l: X9 u4.3.2、短路保护：
+ Z& n* {* @; A+ \) V! f/ t

4.4、动态测试：
1 G7 K" `- v1 T# J% e) c
6 |# S9 r3 T; W2 d- 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。
! p; B& [2 e! y1 l
* g; r6 C8 a, h6 O6 i: y' [

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

! B: K, F% S& S( D  O( `! b

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系统延时时间测试：

+ x. s& j  r/ a) k8 i% k  U注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

4 [1 H4 q8 q$ a

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

: l! q) y' @6 _

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

" U3 k1 a0 Z4 S/ L9 E

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

" @  D7 F7 Q% i" }4 D8 w

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

3 k6 k- m0 z1 d8 E4.6、其它重要波形测试：

6 h  J* ^: L* s6 @4 _" ^* {' P注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。
( V5 R) B5 F( r
; ~; v. {! Z, X7 c1 G3 _$ _* Z

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

  k' J' D/ P. D; ?6 a  R

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
8 Y/ m5 [" i: n- A' p7 B/ O/ o1 X2 S
8 X" r7 t- A# u3 u- {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。
. d3 J  B; f. o  ]3 u" j4 I; F" ^

测试样机及配套外壳

- P8 v; I6 a8 ~2 s4 w' Y温升测试：(℃)

5 c% g2 T" R) i  o* z
9 K. ?, \$ [7 @  V# T; Z5、EMI 评估测试

5 g; S7 a- N, J: E测试条件：
9 G. w* @  \& I3 u
输入：AC230V/50Hz；
输出负载：12Ω/50W；
7 M' b) h$ [) i1 Q0 B* W限值标准参考：EN55013、EN55022B。

. g/ |  p9 U/ S- T; R/ v% N

AC230V/50Hz 传导L 相

AC230V/50Hz 传导N 相

) F" M: w/ ~: ]3 K' z3 R! m* x8 U  W

AC230V/50Hz 辐射测试