两款国产IC强强联手，这份电源适配器方案绝了！

思睿达小妹妹

6 I' g, F5 C/ O+ m在之前的文章中，给大家介绍了基于本公司主推的国产芯片CR6890A 36W电源适配器方案，其中样机具有较高功率密度。能效方面，AC264V输入典型待机功耗仅58mW，1.5米18AWG输出平均效率>88.3%，能够满足六级能效标准；低纹波，低噪声，符合相关EMI规定。

接下来，要详细的讲讲另一个方案——基于本公司主推的CR6890A 65W电源适配器方案。对比上面的方案，该方案又有何不同？一起来揭晓。

1、样机介绍

该报告是基于能够适用于宽输入电压范围，输出功率65W，恒压输出的电源适配器样机，PWM控制IC采用了本公司主推的CR6890A，同步整流IC为CR3012。
1 ~- a( g7 W( t3 o1 y/ K' k

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A
9 w' F+ a% I$ }4 [% F3 B
CR6890A是一款高集成度、低待机功耗的CCM+PFM+QR混合电流模式PWM 控制器。CR6890A轻载时会降低频率，最低频率22kHz可避免音频噪声。CR6890A提供了完整的保护功能，如cycle-by-cycle电流限制、OCP、OTP、VDD_OVP、UVLO等，还可以通过PRT脚分别精确设置外置过温保护和输出电压过压保护。软启动功能可以减少系统启动时MOSFET的应力，前沿消隐时间简化了系统应用。通过频率抖动和软驱动电路的设计，降低开关噪声，简化了EMI设计。CR6890A提供SOT23-6L的封装。

芯片特性

& A; v# k7 v* v6 i( z. [● 较低的启动电流(大约3μA)
' N  r5 y# _6 L
3 S: i! E; u! V% L" m4 H$ j! c● 内置软启动减少MOSFET应力
* R8 I- a/ w* J* ?0 h
● CCM+PFM+QR控制模式

● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
& n" a5 A; W% e* K+ B# T* L# S1 F
: ?: h: E% |2 v/ K+ X● 内建频率抖动功能，降低EMI
4 ^) Y3 o9 _1 a/ H. z
% m0 g/ ^, ?* n: b, A$ Z) a5 B/ Z● 内置65kHz开关频率
. H, M6 G# g* r9 [/ L
3 w8 Q( w& R& A# |* E+ b) I8 v● 轻载降低工作频率

' Q5 X7 `, @2 m" E● 可编程外置过温保护
5 H% L3 C9 R. L9 R9 o, h6 e- W7 r
# P8 ~" i+ ]' H! H/ a8 k: z● VDD过压保护和输出过压保护功能
( {5 D0 @1 n) F: o
$ V& `5 e/ z2 b● 内置前沿消隐电路

● 内置输出二极管短路保护

# c/ Q: M% I9 f) [: m5 `$ P● 内置过温保护

● 过载保护

* F6 J: D6 o4 F, {3 n3 S% x● SOT23-6L封装
; T, b. H/ Z0 L' {: R; R
& W$ p! Z5 \1 L  d1 H# V基本应用

● AC/DC适配器
' q, s3 V' K- |( f9 U8 Y4 r
0 B, S5 c* E$ }5 S4 E: M● 电视及监视器电源

5 d; v0 |7 u) [% m( V% g● 充电器
: t  N6 g" u# ~4 [: Z4 o% S  u
● 存储设备电源
: O1 f7 G' o& c: H
/ L5 ^5 i4 F  ^7 p) \  ]! ~典型应用
  m4 v" |$ `3 i* m3 v  h7 U& u

管脚排列

9 ~! J6 v* T- c' u  p+ c; e

管脚描述

CR3012

/ m6 Z$ A# c8 b( G; D' a芯片特性：
% V5 U6 L% K0 g
● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。

6 Y0 G1 |( k- m0 \0 Y+ m样机PCBA尺寸：107*45*28mm，是一款全电压实现19V3.42A输出的电源适配器。全电压输入时平均效率>91.6%；输出接18AWG1.5米线能够满足“COC_T2”能效标准。

样机具有良好的动态负载能力；同时具有“软启动、QR、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。

样机的变压器，采用了PQ2620磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。

! I; v) K- A# T* B1 {* w: u6 C2、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。
& \1 R6 `. U9 _! K
, k0 c) N" u0 f4 S, g2.1 输入特性：
6 U) k0 d. A- E# p6 C6 |; E

0 {' e. w" [. C; I6 f7 m2.2 输出特性(PCB END)：

2.3 整机参数：

2.4 保护功能测试：

3 a" X2 }1 H& w% X. l2.5 工作环境：

3 m/ @0 j' U5 T8 j4 ~2.6 测试仪器：
2 {2 ?! I3 u; S7 r; R

3、样机结构信息
# t' X$ x/ p2 R2 W% u, @
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。
) o7 K# S- u5 V) M' {
  n1 Y+ w- U9 H; C3 J3.1 电路原理图及BOM：
! f* I6 L8 G0 a' F6 W
- a* n! [" e0 u6 \* M3.1.1 原理图：
4 Z8 }- x, P' u* U
. O; M# g+ _+ k4 T" k" T

3.1.2 元器件清单：

. L" e: T" a  m7 y, d* X7 y0 u: C

3.1.3 PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

PCB 底层布线

3.2 变压器绕制工艺：

3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

: [" Y2 r9 T; U6 z3.2.2 规格参数：

1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
$ ~, o7 I, M& ~. s* R( M4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
$ i8 ]( e* K  A. K9 K& g) w6）初级绕组感量Lp：0.63mH±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：0.3 V，10kHz）)；
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求：浸凡立水；

4 M# w* V' \- g4 ^5 ^3.2.3 变压器参数:
* E! Z: j, t8 ]7 ~& y

" |" y% @) g/ ?5 `' f3 K! ?4、性能评测
5 c" a* S) U8 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。
8 p( a8 x4 x( j6 L7 W* j0 J
! S7 G$ d) X& f4.1 输入特性：
: w2 X3 \8 o3 N3 \: \" {4 t) P
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。
( v& M# O- R5 Y) a! A1 o
表1 待机功耗
. W. M. Z+ |- _) k( ]9 v" r6 C  F

! ^9 g: X# P# Y! j/ U; S. ^表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性

表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
% S! m) z1 y7 _+ z& |

7 @4 U1 b# ?# i8 j/ P4 h表4 效率测试（PCB END）
5 z+ f& P7 s9 q7 E/ a' L' M

. ^; w9 |8 D% Q2 ]表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
' `& U5 h' L# a

0 K- w: n6 U0 Q; i4.2 输出特性：

. s( e2 ?4 {7 o& U. _5 x4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
! q7 `* W. G% ^

4.2.1 输出电压纹波：

' m) }2 o9 N& V( U  q, A' \. G注：纹波及噪声在1.5M 18AWG 处测试，测试端并联0.1uF/50V 的瓷片电容和10uF/50V 电解电容，带宽限制为20MHz。

( ]( F* F% L7 }4 w$ k0 N. B

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

' x0 N1 _# S- d1 Z

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

( k& x& \) p- ]5 q2 T

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

R&N @ AC264V/60Hz,100% Load

4.3 保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。

: H  p2 W2 r: n/ S4.3.1 过流保护：

. U) P; i5 R" @4.3.2 短路保护：
# k3 d) A' g& g1 v
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。

1 P. m/ P' ^6 m6 |4.3.3 输出过压保护：

5 @6 J' `+ {! A6 G  Z0 U短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。

" a* m9 y/ s0 r: F( f

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

6 k- B  F& \* i: @

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

2 \+ m# y1 S8 t" U4.4 动态测试：
6 J$ b! ^; R$ ?7 j: X: u/ p. {
3 L# Z9 \6 q, v; \$ o! a* i输出动态负载电流设置为3.42A 持续5ms/10ms，然后为0A 持续5ms/10ms 并持续循环，上升/下降设置为3A/us。(1.5M 18AWG Cable)
8 T3 a; `$ p& }5 ^

; m" [) j5 h' N5 c% w: i. p

AC90V 5ms

* t% Z" T% j9 o: ?# s8 c+ m

AC90V 10ms

AC264V 5ms

, C* _3 N2 P1 B

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
  m9 L# s4 W# D0 j/ x! _* J
+ F5 |$ f  B7 Y( l3 B( G; a

2 r4 Z( J$ t' A- R/ O0 v3 i

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

; l1 x4 G! R1 e3 _2 m

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

( X& p) s7 \) }8 f7 J

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：
/ \6 c8 G/ o: b! c2 i
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

/ t( |$ K/ d8 _. R

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
& V$ p0 q( x5 p! R

AC90/60Hz，100% Load

5 _/ d6 n$ y+ S! H" F% I

AC115/60Hz，100% Load

3 E$ ?, ?! G" j% Q5 a

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

5 t  p+ p- b7 K' D5、EMI 评估测试

. M7 [1 }7 E$ {/ P/ t( g% Q测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
  x6 O  L; y# d# ^. [3 _0 n' i- V. X

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

) z, V% B4 t! {( K0 f9 p  X! \

AC230V/50Hz 辐射测试

) N+ J+ a$ t, Q( x6 ]/ e/ y