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

+ a( @  S( ~3 B4 C) E9 v* t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。
6 a; k' Y: q* Z1 e! o0 h
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。

4 M$ h/ e$ d3 L6 ]2 s7 `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。
" Y# l9 x: P* E: A7 \" n

1 T5 e8 C2 O* X- H- ^1 Y  f: e

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A
9 @, C- K' [6 K
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。

% l+ k% m# F1 H芯片特性

% S6 g" \( f" `4 V! g! }● 较低的启动电流(大约3μA)

0 A; E. o, a& F$ H% k6 Y● 内置软启动减少MOSFET应力
3 E6 \2 a% U  R; L: c
/ ?: P0 Q  Z# W% d● CCM+PFM+QR控制模式
$ E. @8 ^! C' w$ ^1 Y7 L% Q
● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
7 j2 f0 d1 H9 b; L% Z0 [
6 S$ }& q. W7 y' r) i3 ~● 内建频率抖动功能，降低EMI

● 内置65kHz开关频率

● 轻载降低工作频率

( V* {! H$ ]0 f+ Q9 u● 可编程外置过温保护
1 w9 X* b+ H5 b# `7 T
● VDD过压保护和输出过压保护功能
, E: ~' T: a5 S1 N
● 内置前沿消隐电路
, `5 \7 O  u; `' ]
● 内置输出二极管短路保护

0 W2 b% j9 C- o) X! ^% Q● 内置过温保护

● 过载保护
: S0 m$ B* \- e+ k" M2 q
: k9 H( k# t) l. q' ]4 \● SOT23-6L封装

! G( a. w" _. T/ o/ @8 ^. i8 f基本应用
# c3 O  W6 G" ]* {4 ~7 [: {1 Z
● AC/DC适配器
* e7 X. {6 G( P6 r8 @5 E3 N
● 电视及监视器电源

● 充电器

● 存储设备电源
- E+ {2 {8 B5 L" V' \+ G
典型应用

管脚排列
( n; H! x$ ^2 H9 w' V1 l! \/ J6 Q

管脚描述
4 a! s+ i" |/ p- P

CR3012

$ h4 \7 t0 s- _8 I6 H8 u5 x5 h芯片特性：
' r. O' _: Z2 r
: C$ T- p* b! P  H4 r" s4 }& t+ `) V● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
1 G' u5 y5 @7 q5 ?3 m1 c● 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。

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。

1 o! _  f% p$ n9 X) b2、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。

& w) a4 j( p* ^) B& n) e2.1 输入特性：

7 J! N# r( t1 s4 C& \2.2 输出特性(PCB END)：
5 s' v: E% Z7 z& K. a

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：

# T4 I1 z; N# e0 V. S. K3、样机结构信息
3 c& w: O& l, k7 y6 v' x8 b8 m
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：
  N8 e1 n! `" d: P( u* d
3.1.1 原理图：

; e- T& ?2 g- L7 s9 I' D' y6 ]

3.1.2 元器件清单：
. X+ j7 g) q( ~$ u  N* l

% Z* Z% _6 g# J% o1 x

3.1.3 PCB 布局&布线：
8 M+ p& X  O( {/ q1 `9 p
+ W" X+ r3 x9 s/ K- J3 c3 o1 e4 E

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

2 ~$ o( U$ W! _( ]! D

PCB 底层布线

# N# q9 r2 U7 z9 N3.2 变压器绕制工艺：

3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

- y- K9 F$ z  x% o9 F/ |

3.2.2 规格参数：

: }6 l  Q+ T- r0 I  f( q1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
% l4 [, H/ S2 q2）材质：TDK PC40 或同等材质；
0 W3 ~* v5 y# K2 A* d* f3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
4）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；
0 ]8 c+ `& X& y. n$ L! P! J6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
, E& C: x1 G' X5 {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；

3.2.3 变压器参数:
, p& T" s8 K6 Z  V$ M) r; b

- \. Y9 H. {# O) b! S$ g' N4、性能评测

7 D2 k7 r4 T% w9 W* 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。
, H+ e1 q0 @) o9 u# `% l6 e+ r
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。
  F$ L; M7 ^: h3 Q
: c' @  M5 w; c) g表1 待机功耗
) r, S3 k2 o/ _# ^4 L2 _0 u( t

$ ?, L( \- Y+ T6 d- P8 e1 l  n6 {' X表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
, m4 q# g7 _8 H

表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
# _! h5 K) H, [/ M

- H! h# E* G+ d! _表4 效率测试（PCB END）
+ o2 Z7 v: G) B$ A9 `

表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

4.2 输出特性：
4 c3 y/ O2 D0 w6 M. ~  U8 @
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
! R+ s9 q5 k1 p$ a' P) A

# K$ o: x" P, i( |4 W* Y) k) ^, v4.2.1 输出电压纹波：

5 M+ E' R3 O1 l4 X2 o9 ?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。

+ Q! X$ e8 x- Q

( @9 r6 T. x) W9 e/ Q* i/ K& Z9 G

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

; S  A2 e* _: B: e9 Z  v

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

4.3 保护功能：

$ O( i( _, J% D% b6 C: b! L以下涉及过流保护、短路保护的测试。
* {' y2 v2 D' f" k5 Y
! z- W5 ^& P1 W; t6 H. J, D4.3.1 过流保护：

4.3.2 短路保护：
9 N/ e$ Q' u" w) ]3 L6 K
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。

7 P7 {& p0 `- F4.3.3 输出过压保护：
6 L- w; b9 j' s! B' j& c
短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。

8 y; }0 d5 v2 p# ^# z1 Z

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

  N9 ^+ b8 N! `; X* w7 l4.4 动态测试：
; U5 S; S% P9 T: X: F& v; Q
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)

4 i" @* x; t  U" |: h) t5 ^; W5 C

AC90V 5ms

5 J( O. M/ U: S0 p0 @$ Q% Y5 B

AC90V 10ms

6 z* j; m- x7 R( Q5 m

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
! M4 M/ ^  |7 |$ v) K

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

7 L0 y4 A& m/ X  |' V2 y" ~; x9 R

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

+ ^' s9 }* a; k

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

/ S2 ]4 ]: W5 ?+ r& M- M1 k4.6 其它重要波形测试：

& q- P7 q- T4 z5 S& E初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
/ Q' j! H+ k0 s8 @9 ~* x8 f
! Z( U& P" i" v* [

AC90/60Hz，100% Load

# q/ U: h& w$ j" ^" l( `5 H* V% G

AC115/60Hz，100% Load

8 ]# X  F4 D5 r% J3 q- y

AC230/50Hz，100% Load

6 ]# V+ t, K: ~* C6 _7 |/ e' R; B. D

AC264/50Hz，100% Load

0 a! O, v* }1 B) o2 q! @* W, Q次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

5 M: V/ `% k* l5 ^

AC115/60Hz，100% Load

  y' [4 d% r3 T/ \. n

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

" H; B: D' }, j" {; n. C+ f5、EMI 评估测试

! R# P0 R  F/ u3 G& N测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
. ~' N3 y4 Q% ]; e) h1 I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）
0 n$ w. C* I4 T  X% i, E) m
2 f$ r% |5 x, C6 Y$ T2 b, Y

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

7 r: ~4 i% o  R2 K3 _

AC230V/50Hz 传导 L 相

4 b4 }/ c5 H7 N% x2 e1 y

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试