CR5215SG+CR40V20RSA国产电源芯片让12W电源适配器方案脱颖而出

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

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

 

CR5216SG

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。

芯片特性

● 低启动电流

● 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

● 动态负载响应功能

● 可编程CC/CV模式控制

● 高能效QR控制模式

● 内置初级电感量偏差补偿功能

● 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

● 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

● 内置输出过压保护功能

● 内置FB开路、短路保护功能

● 内置输出二极管开路、短路保护功能

● 内置前沿消隐电路

● 逐周期电流限制

● 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

● 蜂窝电话充电器

● 圣诞灯、LED驱动器

● 替代线性调整器和RCC

典型应用

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。

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

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：

2.2、输出特性(Line END)：

2.3、整机参数：

2.4、保护功能测试：

2.5、工作环境：

2.6、测试仪器：

3、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。

3.1、电路原理图及BOM：

3.1.1、原理图：

3.1.2、元器件清单：

3.1.3、PCB布线：

PCB顶层布局

 

PCB底层走线

 

3.2、变压器绕制工艺：

3.2.1、变压器电路示意图及结构图：

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；

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）；

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：

4、性能测评

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。

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）

表4、效率测试（输出24AWG 1.5M）

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。

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：

4.3、保护功能：

注：以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：

4.4、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

 

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。

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

 

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

 

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

温升测试：(℃)

5、EMI 评估测试

测试条件：

输入：AC230V/50Hz；

输出负载：12Ω/50W；

限值标准参考：EN55013、EN55022B。

AC230V/50Hz 传导L 相

 

AC230V/50Hz 传导N 相

 

AC230V/50Hz 辐射测试