CR5216SG國產(chǎn)電源芯片讓12W電源適配器方案脫穎而出

本文，我們將介紹下12W電源適配器方案，該方案是一款基于思睿達(dá)主推的CR5216SG設(shè)計的，全電壓實現(xiàn)無Y電容12V1A輸出的適配器。那么，它又有哪些特點呢？

1、樣機(jī)介紹

該測試報告基于寬輸入電壓范圍的輸出為功率12W恒壓輸出的適配器樣機(jī)，控制IC采用了思睿達(dá)主推的CR5216SG。

CR5216SG_12V1A 無Y 工程樣機(jī)示意圖

CR5216SG

CR5216SG是一款應(yīng)用于小功率AC / DC充電器和電源適配器的高性能離線式脈寬調(diào)制控制器。該芯片采用原邊檢測和調(diào)整的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此在應(yīng)用時無需TL431和光耦。芯片內(nèi)置恒流/恒壓兩種控制方式。

在恒流控制時，最大輸出電流和輸出功率可以通過CS引腳的限流電阻RCS設(shè)定。在恒壓控制時，內(nèi)置恒壓采樣電路以及高精度的誤差比較器基準(zhǔn)電壓保證了芯 片的高性能和高精度。此外，內(nèi)置線損補(bǔ)償電路保證了從空載到滿載條件下輸出電 壓精度。芯片還具有極低的靜態(tài)工作電流， 芯片待機(jī)功耗低于75mW。

CR5216SG針對各種情況設(shè)計了一系列完善的保護(hù)措施，包括逐周期峰值電流限 制、VDD 過壓保護(hù)、FB 開路保護(hù)、輸出 短路保護(hù)、前沿消隱、過溫保護(hù)、電源鉗 位和欠壓鎖定功能。在FB上拉電阻開路，F(xiàn)B下拉電阻短路，輸出二極管開路或者短 路，變壓器繞組短路，CS 引腳電阻開路等故障條件下都能有效保護(hù)，使得芯片具有更高的可靠性。

芯片特性

●低啟動電流

●恒壓精度可達(dá)±5%、恒流精度可達(dá)±5%

●全電壓范圍內(nèi)高精度恒壓和恒流輸出

●動態(tài)負(fù)載響應(yīng)功能

●可編程CC/CV模式控制

●高能效QR控制模式

●內(nèi)置初級電感量偏差補(bǔ)償功能

●內(nèi)置輸出線電壓補(bǔ)償功功能

●內(nèi)置全電壓功率自適應(yīng)補(bǔ)償功能

●無音頻噪音控制技術(shù)

●VDD端過壓、欠壓保護(hù)功能

●VDD端鉗位電路

●內(nèi)置輸出過壓保護(hù)功能

●內(nèi)置FB開路、短路保護(hù)功能

●內(nèi)置輸出二極管開路、短路保護(hù)功能

●內(nèi)置前沿消隱電路

●逐周期電流限制

●過載保護(hù)功能

●過溫保護(hù)功能

●SOP-8L綠色封裝

基本應(yīng)用

●小功率電源適配器

●蜂窩電話充電器

●圣誕燈、LED驅(qū)動器

●替代線性調(diào)整器和RCC

典型應(yīng)用

管腳排列

管腳描述

該樣機(jī)是一款基于CR5216SG設(shè)計的，全電壓實現(xiàn)無Y電容12V1A輸出的適配器。AC90V滿足啟動時間的條件下，實現(xiàn)AC230V樣機(jī)待機(jī)功耗<43mW；典型輸入電壓時平均效率>84.3%；能夠滿足最嚴(yán)格的能效標(biāo)準(zhǔn)“COC_T2”；全電壓可實現(xiàn)±5%的CV輸出精度。

樣機(jī)尺寸：長寬高54*35*20mm，樣機(jī)具有“軟啟動、OCP、SCP、OVP、FB開路/短路保護(hù)、OTP自動恢復(fù)、輸出二極管開路/短路保護(hù)功能”等多種保護(hù)功能。

樣機(jī)的變壓器，采用了EE16加寬磁芯（PC40材質(zhì)），變壓器繞制工藝部分，請見后文詳細(xì)說明。

2、樣機(jī)特性

以下表格為工程樣機(jī)的主要特性，具體測試方法在第4章節(jié)中有詳細(xì)說明。

2.1、輸入特性：

2.2、輸出特性(Line END)：

2.3、整機(jī)參數(shù)：

2.4、保護(hù)功能測試：

2.5、工作環(huán)境：

2.6、測試儀器：

3、樣機(jī)結(jié)構(gòu)信息

本小節(jié)展示了工程樣機(jī)的電路、版圖結(jié)構(gòu)，變壓器結(jié)構(gòu)及工藝。

3.1、電路原理圖及BOM：

3.1.1、原理圖：

3.1.2、元器件清單：

3.1.3、PCB布線：

PCB頂層布局

PCB底層走線

3.2、變壓器繞制工藝：

3.2.1、變壓器電路示意圖及結(jié)構(gòu)圖：

3.2.2、規(guī)格參數(shù)：

1）骨架：EE16加寬立式（5+5PIN）,Ae＝38mm2；

2）材質(zhì)：TDK PC40或同等材質(zhì)；

3）N1、N2、N4、N5: 2UEW漆包線；

4）N3：三層絕緣線；

5）絕緣膠帶:3M1298或同等材質(zhì)；

6）初級繞組感量Lp：1.25mH±5%（測試條件：0.3V，10kHz）；

7）漏感量LLK：要求控制在初級繞組的5%以內(nèi)(測試條件：0.3V，10kHz）)

8）耐壓測試=3KV 5mA 1Min

9）成品要求:浸凡立水

3.2.3、變壓器參數(shù)：

4、性能測評

本小節(jié)對工程樣機(jī)的輸入部分、輸出部分、各種保護(hù)以及一些時序進(jìn)行了測試，以下詳解了測試方法及結(jié)果。從測試結(jié)果來看，以下各項測試均合格，能夠滿足大部分客戶的要求。

4.1、輸入特性：

本模板經(jīng)過在不同的輸入電壓(從90V/60Hz到264V/50Hz)和不同負(fù)載條件（空載和滿載）下測試，得到待機(jī)功耗、效率及平均效率。

表1、待機(jī)功耗(輸出含有假負(fù)載9.1KΩ)

表2、輸出100%負(fù)載下的輸入特性

表3、效率測試（PCB END）

表4、效率測試（輸出24AWG 1.5M）

4.2、輸出特性：

4.2.1、線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率（輸出24AWG 1.5M）：

4.2.2、輸出電壓紋波：

注：紋波及噪音在線端測試，同時PCB端并聯(lián)0.1uF/50V的瓷片電容和10uF/50V電解電容，帶寬限制為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、輸出恒流特性：

4.3、保護(hù)功能：

注：以下涉及過流保護(hù)、短路保護(hù)的測試。

4.3.1、過流保護(hù)：

4.3.2、短路保護(hù)：

4.4、動態(tài)測試：

注：輸出動態(tài)負(fù)載電流設(shè)置為1A持續(xù)5/10ms，然后為0A持續(xù)5/10ms并持續(xù)循環(huán)，上升/下降設(shè)置為3A/us。

AC90V @ 5ms

AC90V @ 10ms

AC264V @ 5ms

AC264V @ 10ms

4.5、系統(tǒng)延時時間測試：

注：AC端（藍(lán)色）、VO輸出端（紅色）波形圖。

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、其它重要波形測試：

注：DRAIN（藍(lán)色）端、CS（紅色）端波形圖。

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% load

AC264/50Hz，Output Short

AC264/50Hz 輸出肖特基電壓

4.7、系統(tǒng)溫升測試

本項測試評估成品樣機(jī)（含配套塑料外殼）在40℃環(huán)境溫度下長時間工作時關(guān)鍵器件的穩(wěn)態(tài)溫度值。測試條件：輸入電壓分別為90V~264V，輸出電流1A。

測試樣機(jī)及配套外殼

溫升測試：(℃)

5、EMI 評估測試

測試條件：

輸入：AC230V/50Hz；

輸出負(fù)載：12Ω/50W；

限值標(biāo)準(zhǔn)參考：EN55013、EN55022B。

AC230V/50Hz 傳導(dǎo)L 相

AC230V/50Hz 傳導(dǎo)N 相

AC230V/50Hz 輻射測試

審核編輯 黃昊宇