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？
9 D: o/ O- o5 M
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。

6 ^0 m$ f; C) O, f

CR5216SG_12V1A 无Y 工程样机示意图

CR5216SG

# \; n) K6 K" N# T3 MCR5216SG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。
5 T5 ]0 f# i4 r' ]8 h. n
  A+ k7 s0 X% s% X& ^2 q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。
, M4 z2 _3 c% Y# W/ W) f5 f
- i! N( A; n* C4 @. n芯片特性

( F" @$ M9 Q# B' m5 I● 低启动电流
; d( l) C" }* }! J+ z( b
3 ?; C% g7 s  `3 h. i● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%

● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

" x; F2 O) q+ r4 j" e1 h! U● 动态负载响应功能
+ ]6 q! O% Q2 [) s8 j6 O! W
● 可编程CC/CV模式控制
# G% Y/ H! W3 c9 l% h, ?7 J8 T' F7 H
% h" m- L8 N7 i2 {4 o; V● 高能效QR控制模式

● 内置初级电感量偏差补偿功能
6 _: h% J" j$ f7 I. w) x( |* W
● 内置输出线电压补偿功功能
8 C; J  O7 @8 `/ K
● 内置全电压功率自适应补偿功能

● 无音频噪音控制技术

4 [0 y* B% R, R$ O/ M' z● VDD端过压、欠压保护功能
; o- B; Y) f" A$ ?3 E
● VDD端钳位电路
# Q% D. ]% S! B5 ~% {) _
● 内置输出过压保护功能
0 i, a6 \, Q2 Q: m, a9 ?3 b8 L) F
● 内置FB开路、短路保护功能

) N3 H# q2 x# j● 内置输出二极管开路、短路保护功能

* x( O+ o" D, ~5 g● 内置前沿消隐电路
5 @% U( W) p! c& m, z) d3 s
4 _) Y' C$ |. Q  t8 }9 r& O8 {7 z● 逐周期电流限制
: ~0 \, p1 M8 B- f4 d* W( u% ~6 s
8 }4 ^2 m: L/ B1 b* M- H- x" s: w● 过载保护功能
; ~' t( r$ p4 z. z" }) Z. H- B% I
● 过温保护功能
6 t0 y1 ?1 @3 ]$ W3 J
# r+ R* d; O% B" B● SOP-8L绿色封装

基本应用
1 _4 H# E- D5 J" r
( l8 l6 O" r  h6 B● 小功率电源适配器
: I8 D% a8 p, c0 E; f
● 蜂窝电话充电器

● 圣诞灯、LED驱动器

' [  K& C* y) f5 }( h7 V# D. \● 替代线性调整器和RCC

: {1 Q% s0 G, W1 p% F; k典型应用

$ Q1 ~. T; s' a管脚排列
* ]; N8 [  s- \* t, x% K

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。
) s1 H) X) d  h: T4 `
- J' [4 T+ t6 P' R+ Y8 E  f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。

  w, O8 ?& @/ F7 s7 v6 Z( K2、样机特性

: d% [4 D& Z) G0 d2 m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。
7 T+ a( V- Y6 w7 z! Y* P$ z
/ i9 [. X! O! a( p2.1、输入特性：

; ~6 @( f# P) r2 p* v2.2、输出特性(Line END)：

2.3、整机参数：
, O7 Y! _( S* e: h, L

) ^' q) ~. ?% V0 u, w" F4 u! R2.4、保护功能测试：

" k3 z( G3 ]8 m7 q3 [. q2 P! l2.5、工作环境：
  [$ U) `4 i% |2 O) Q: {9 {

2.6、测试仪器：
1 ?. Z& f2 n9 E) w* i6 s, m1 [

3、样机结构信息
/ V5 \( b+ M/ M# ]7 [" [$ K% R0 H
- q4 l/ ^( t3 o7 Q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。
# ?/ ]  M* u& t
5 \: |8 d0 K9 M6 d5 C. S3.1、电路原理图及BOM：
: O* r- Z/ l, F( P5 y4 U& s& I4 o
, H- u* C0 {: a8 A' V3.1.1、原理图：
2 p% X9 J. d2 t- ?+ ]

7 y, v! y  I0 c) y& Y3.1.2、元器件清单：

' r: ?9 U0 V+ C1 _8 X$ L

3.1.3、PCB布线：
# q. i: j9 f/ b  W. S0 X  r
: H( l- |' d7 R  A/ Y

PCB顶层布局

PCB底层走线

* A/ ~* t& s0 K! L1 ~# E! R3.2、变压器绕制工艺：

3.2.1、变压器电路示意图及结构图：
: y1 a9 b" @5 W4 l3 E

1 K! ?7 X: G0 @8 [

3.2.2、规格参数：

1）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；
; s2 {3 J( v) D! O4）N3：三层绝缘线；
) L& o- d5 X, u  p/ T4 h5）绝缘胶带:3M1298或同等材质；
6 B6 @9 B7 j4 `1 i' c) h6）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）)
6 h0 ]( D% @# \8）耐压测试=3KV 5mA 1Min
, i* P! X! X9 j9）成品要求:浸凡立水
6 g+ _& |/ p8 {2 g; d8 q
3.2.3、变压器参数：
( j7 Z0 I. x7 H3 A+ U2 U

! y5 F6 B6 ~# n' Y3 v2 \4、性能测评
' l& X& k% n. y& o
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。
  Q& ^& `8 u+ E% H
7 q/ _+ P6 W3 q# d4.1、输入特性：

7 q, w6 ?; N( H- J1 T* ^" S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 B" g2 S! r& D/ A6 Y# J
3 o" g! q" h% J6 s  A表1、待机功耗(输出含有假负载9.1KΩ)

. q: i: w: j" m! y, T0 i8 A( L% E$ ~
% Q% z6 Z' S, G$ i+ ~7 k6 Z表2、输出100%负载下的输入特性
* s2 x6 J& p+ g6 t* P: v

表3、效率测试（PCB END）

$ \1 h) S4 ^8 E& z5 F表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）

" f% a0 s" ~) N6 t4.2、输出特性：

: Y: U7 q- W* Q4.2.1、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：
: q) E( U; I" F& ]/ s4 S
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。

) ?. t2 f) ^3 u$ P8 H

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

: s" Y3 E+ R# z

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

+ y; W3 V" D) r8 Z! z2 h

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

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

, r: |5 Y0 c% ]% Z$ `4.2.3、输出恒流特性：
2 M$ n8 P- Z* i# a7 ~, [1 `

/ q' f4 ]. }! u4 ?4.3、保护功能：
# D0 `  p. m* {$ s0 t% X! e4 X# q
注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。
) Q$ V! w5 V/ T; q/ S
4.3.1、过流保护：

( ?  h/ r% l# M+ \4 J4.3.2、短路保护：
. A0 x' \1 o# W

4.4、动态测试：
# a2 K0 W/ h6 _8 s5 V# D. k( ^
5 h$ Q& w  v; ^6 X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 v1 ]' A8 u8 m( }$ [) M

4 K6 X% G9 L  `& N1 u

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

6 ^8 Q5 g, H4 P+ H3 ]  g, B

AC264V @ 10ms

7 d% O/ ]) E, J: f( y6 Q1 e" {4.5、系统延时时间测试：

# O& x3 X) @" A4 s3 L  v注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。
* e4 Q  ^/ p+ e8 X
! n' K& }( q6 l, M  X1 Z! P

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

4 M8 y& L0 ]  |& @

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

* g* E! G% E, z- e

VOVER_SHOOT @ AC100V，No Load

7 m( K' E+ C# Y# e% P2 Q. i

VOVER_SHOOT @ AC240V，No Load‍

4.6、其它重要波形测试：

% k# Y- _+ R2 r) c! x注：DRAIN（蓝色）端、CS（红色）端波形图。

6 G  P8 J5 r( e0 ]4 U/ G

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

" P3 D# ~( K2 G+ ^& O

AC230/50Hz，100% Load

! K7 H. j9 B+ J! ^1 q

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

, O: v: X! H0 |) y4 s$ s

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。
1 i* O7 Y' T# `# D

测试样机及配套外壳

温升测试：(℃)

5、EMI 评估测试
! h: O( J# D7 H* ^+ _
. W, f9 G. b3 @6 o$ {' b; k测试条件：

输入：AC230V/50Hz；
输出负载：12Ω/50W；
& r* V/ w* X5 z2 N5 e$ R限值标准参考：EN55013、EN55022B。

( O& ^* i/ Z( y3 J

AC230V/50Hz 传导L 相

6 h# e. h8 V1 ?$ I# _+ f

AC230V/50Hz 传导N 相

. ]# i* q6 L' o, a2 r! D1 A4 R7 j2 d

AC230V/50Hz 辐射测试