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

, _" v- K( w  Y0 j( R& z* j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。
2 y0 b( ?* W" h' a
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。
. v7 {8 H7 f. N
1、样机介绍
5 f  U4 r( i2 w- V7 f7 b5 S
3 l% N0 S) U/ H0 F. m$ W+ Y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。

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A
, M3 V# A" N; _0 N; O+ }
# @$ M9 n2 d8 l* {$ s5 D8 tCR6890A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。
/ [6 \$ r) K, V
: ^* a9 N, [. t+ J2 Q, f/ P芯片特性

' K, W" ^$ u) I( E$ Q6 t' V  Z  q5 S● 较低的启动电流(大约3μA)

* ?, K6 r1 z  B# B* D0 ~1 k  P' u" D6 G● 内置软启动减少MOSFET应力

● CCM+PFM+QR控制模式
3 W  J; a9 B* w0 B+ T, q
+ m* W+ g1 O& \: A' H) o) v; Z● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡

  l1 J; o" a5 f# Q: I● 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

● 可编程外置过温保护
" J) c. j+ Y" x! g7 z
2 a7 {) R, \' i" P● VDD过压保护和输出过压保护功能

● 内置前沿消隐电路

● 内置输出二极管短路保护
$ b  x- x1 r0 l2 x) T2 Z( g: p
● 内置过温保护

! G) @$ L/ p: Q1 d. ], Y● 过载保护

● SOT23-6L封装
- e, Q" x* d3 J' {( C! s! O" [
基本应用

5 F! n0 [* A$ T! D  G0 B! k/ {● AC/DC适配器

● 电视及监视器电源
) d8 ~2 A# K: {, l* z3 I
0 Z5 ?1 J* J! @8 z. k● 充电器

● 存储设备电源

典型应用

- h* t* R# k- D/ f1 A

管脚排列

  b. j- l1 C& ^+ a9 _" |& X
! ^8 I. X2 s: T: p

管脚描述

CR3012
1 E( x9 J+ c) P5 v
芯片特性：
7 D% G2 W+ p. d. L7 h  T% F; n
● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
" v5 X! G2 w) P0 x● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
0 x* h) I8 }% B7 w. b3 L6 A● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
# [( C/ G3 L! C
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。

, b% @3 m1 T: O- r' t( N. [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。
0 O2 X3 S8 Q; X2 P. j# l3 J9 N) Y. T
  d3 Z- J: x% l! f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 d. R. P9 u- l% F! Q! `$ I/ s6 I2、样机特性
4 x4 r3 V1 ^7 @
/ p6 ?7 L6 n( I$ m. S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。
0 {6 T) H! h8 \1 y
. H- y9 T; d1 @6 U6 H" B* U- Z2.1 输入特性：
8 c" ]2 _" H7 W. u  o" {# ]- E) {/ A

( z! C& [/ V  n2 x3 M2.2 输出特性(PCB END)：

2.3 整机参数：
, S0 H! L8 }( M

5 p3 u  W( r0 O+ n4 ^; I+ b( m2.4 保护功能测试：

7 g8 ^/ N# U% b: f2.5 工作环境：
. C2 N1 q  U4 s( |$ @( @! N/ C+ U

2.6 测试仪器：
; h! h8 f1 f) }# l

, t7 I# l0 a6 ^8 I3、样机结构信息
4 m1 b( `" v- p; l
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。

8 Q. H7 ^) [" r' H; p3.1 电路原理图及BOM：
( `/ f; U* M0 m, C% U
3.1.1 原理图：

3.1.2 元器件清单：

& p9 R+ n7 B- K8 l9 |; G

3.1.3 PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

PCB 底层布线

2 \  x  {+ Y; I3 O3.2 变压器绕制工艺：
* F: ?" A, @" y9 T$ D5 Z
3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

; [+ ~# B" i6 Y# p7 Y6 W

$ q4 `, |8 ~" |' @% z3.2.2 规格参数：

$ N2 N' C8 S" e1 {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；
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；
6）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）)；
* G, `- C# u' o3 z4 Z' w8）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:

4、性能评测
( j8 n7 l  W( Q6 {
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：
& }9 G' R. n2 z, I( W+ J- g+ |
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。
! U  @  O7 `' D& r
表1 待机功耗

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）

1 F/ Z1 M# G- z+ m) @1 D表4 效率测试（PCB END）

3 g+ P8 r' g  u& I表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
, {  G) I, C' x. v

+ u( i( |+ ]7 R2 H( a  B0 Z+ [4.2 输出特性：
" e; Y4 O5 M/ p3 v9 I" t
! i8 ~  m) j0 I" I+ @: ?& V4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）

: N" @$ {! \- x4.2.1 输出电压纹波：

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。

, {9 m4 F" _3 e6 J5 f$ s

; b% f! S7 E, c) {8 x

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

8 y6 \5 u% ^8 _& Y; t+ U* [8 ?

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

: T% L; U- ^8 D, D. L( d

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

" @0 Z/ F% I* |5 V; H1 S  ~

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

4.3 保护功能：

4 {, A4 [6 W" ?1 ?9 ^2 \0 \( ]( c以下涉及过流保护、短路保护的测试。
6 X9 J! c' C- X. O
4.3.1 过流保护：

, C0 T; A8 d7 R6 R, C4.3.2 短路保护：
8 b7 r# h1 T3 B0 Q
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。

4.3.3 输出过压保护：
, r% L4 W5 h& ?( M8 f
1 r) `' b$ q, M2 |! F短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

' L& ^* @9 p2 z/ f/ U2 Q

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

4.4 动态测试：
+ N! `: _4 c: ]
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)
: ?  T8 l. H) M0 o, {( @

' T( n* \3 P4 z) o+ C# j. k2 A

AC90V 5ms

AC90V 10ms

: r" [1 K6 z2 t! {$ R+ ~8 n

AC264V 5ms

2 z  W. L) l9 |

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
1 G* r3 ^& D6 w

  J) Z0 c9 O/ G+ M) b% R

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

8 G# t2 J! M, o7 c3 k8 i6 v( V2 A- U$ q

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：

' M2 S, b+ l4 O初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
$ P; v& q3 P6 f( v% e! |- T* c
& g) f. O8 g7 y& v

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

' `, a6 {6 [  V* t! I( ^6 c  F次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

5 \) ~) l9 W0 p, m

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

+ A9 R7 }* |; O; u; C, K4 g  B* G$ C

AC264/50Hz，100% Load

8 Z1 R) a+ W& L9 d  O0 x" V5、EMI 评估测试

. J; E2 E* G% P* x9 C测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
1 g+ q  I  i, E+ e6 P6 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）

5 C# W  t) q5 F; m" s/ S0 C" L

AC115V/60Hz 传导 L 相

) I0 m9 E) G: }( O1 c! u: t

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

* _1 d9 V; ]* T$ t% G# u; {8 g

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

/ j2 V( h$ F1 Y* k% Z9 h

AC230V/50Hz 辐射测试

3 P3 Z+ C4 q; f& T
+ V2 Z3 Q1 ^! ^) h' ~7 {