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' a% V( M4 Y0 l; d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。

$ Q0 ~+ W5 r( X: `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。
, B) C7 e0 @3 W& O. E: z9 N
4 ]8 z& I- E' t2 w* p5 Q1 Q

# B7 ~* X/ r; e- r, @+ _4 l

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A
9 H: h2 ]( B* r9 X% S
* ]# {( ~  o% L7 F. G3 m% D1 E! OCR6890A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
3 V. k  }: K3 P; t
● 较低的启动电流(大约3μA)
5 n# @# ?- N$ q5 \( D4 ^0 ?6 z7 b
● 内置软启动减少MOSFET应力
* C" E0 r; E+ U( z
7 N% n; l, l, R" k+ M3 X● CCM+PFM+QR控制模式
3 J7 r$ Y! i( o  j+ Q& I
● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
0 e% s- C* j5 f# m/ _/ ^  b/ I
● 内建频率抖动功能，降低EMI

. r/ J) n8 |' n0 O$ N6 f● 内置65kHz开关频率

● 轻载降低工作频率

; x/ ^6 |+ U" X7 O& T6 `$ K● 可编程外置过温保护

. ~& @6 D1 a% w# X" q* G● VDD过压保护和输出过压保护功能
* h0 `- _7 M4 f$ ~( Y
7 Z& Q( w- ]0 o4 H● 内置前沿消隐电路

5 z( n+ @# P2 R+ v1 p● 内置输出二极管短路保护

● 内置过温保护

) e2 F6 }: k# N& J/ n7 H4 ^● 过载保护
5 V# D- \/ f3 l8 \) C: \8 ~
4 X9 Z: h% ?5 V● SOT23-6L封装
# i) W; U' @& x5 Y+ o  P6 a7 W
基本应用
! k+ k  B4 O3 Q0 h3 D6 e
: {8 [# v9 w2 C3 A6 s# L) x● AC/DC适配器

● 电视及监视器电源
1 Y1 E# t7 H8 Z# p8 U( w
● 充电器

7 z4 _: L: _% b. d● 存储设备电源
4 c! e* E! }4 D' b: H$ I' _
. W; J3 m% ?, m0 G. ^4 {6 W) M- U典型应用

3 c+ W( j( N& \7 M9 f: I

管脚排列
6 Z" z; j! g+ E$ Z
( k, j4 L& w4 A1 a

管脚描述

CR3012

2 P3 x: c- h4 u# f芯片特性：

● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
! J! l8 Q4 t- s● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
4 z/ j( L1 S8 Y3 c● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
! A8 H9 k# Y! n+ b5 y
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。
$ e; `+ C4 }, m! W0 A0 S' x
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。
! M9 w: F' q* Z2 o$ B
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。
2 }* w" E9 W/ B5 T- q/ F
" D8 G7 q& @) d' D2、样机特性
2 @# x9 c8 v) N+ E
! [& N- q" [9 A" Z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(PCB END)：
$ x  a* l1 o9 c$ r

( i' P( k/ [( \; Z1 X. R2.3 整机参数：
8 M; ^+ N- E3 l; ?7 C' ]; e2 X" V

: Y% u# P5 o7 H7 T" D, a/ M2.4 保护功能测试：
* W) Q9 z! I2 j  w

2.5 工作环境：

2.6 测试仪器：
, P9 i4 U9 b4 p2 y- b6 H0 |

; H4 N1 H+ g! z6 L3、样机结构信息
- H9 z. @3 v  b. c
; D; }6 h. w5 J& p0 [6 {( L7 n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。
7 w4 \" q$ G6 O
3.1 电路原理图及BOM：
. t+ M; T  @+ }/ _2 Z
6 K, P& T- y- G$ d3.1.1 原理图：
  j% M% J& N5 V0 R* d
! |: L; {% _/ D7 e: R- R

3.1.2 元器件清单：

3.1.3 PCB 布局&布线：
+ D9 n7 j  O9 r5 S$ O) ?$ J
9 c1 D- B0 h6 C" ]# W, ^* w

PCB 顶层布局

+ q1 R( g; _3 ]. M/ z* m: R

PCB 底层布局

+ l2 k, {6 P% e, _

PCB 底层布线

8 Z+ N* N. @! v/ l: a1 ^3.2 变压器绕制工艺：
1 z. M8 u" @7 f
3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

' G3 m7 d% W0 X+ h1 t* ^. P

& Q' d2 M# r' z1 Q3.2.2 规格参数：
9 c/ U4 [1 E* m/ s* i
0 |$ X& m5 q2 K- C# k" K9 S3 w1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
) v) T2 C- V% R7 z9 r8 _8 j3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
% ]( @* c, ?& ~7 u+ e4）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；
- F2 S" o5 W1 E+ p) a4 z8 ?( [6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
( D! x* I$ l4 k6 p! i7）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；
5 ?* y" w5 g, W: H
! f! h0 t+ r3 ^3.2.3 变压器参数:

4、性能评测

& A& [8 |$ [, c* b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。
/ _. d: R& }) g( G( b
4.1 输入特性：
0 V# \0 O" W, H
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。

( W7 m% C! b& _  `4 M/ d表1 待机功耗
4 _, R, ~' Y( B9 |: _2 h

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）

表4 效率测试（PCB END）

表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
; h( W0 j5 Y, v9 G

" G7 P  |) _6 z# Y+ \. s2 w- A4.2 输出特性：

4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
" F0 A1 Y+ O/ c

4.2.1 输出电压纹波：
! P0 p( h$ _0 {- \2 ?0 D  R
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。

4 ~0 Y" u4 o8 J

7 h6 _* F; L, z. E; v1 ^, f% ?

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

& R/ C3 ~. u$ ]* u6 I" [7 Y

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

" b2 |' r/ D$ T

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。

4.3.1 过流保护：
/ S( u# H. s& v" y) A" x& U

$ }  G- o) r, |4.3.2 短路保护：
& {" k  }+ ~# _8 p/ p2 z3 D
  Q, A! s% S2 E1 g0 B功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。

; i# E. c: u; f: a1 ~4.3.3 输出过压保护：

: @) }" C# N5 |' h短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
7 i2 F5 Y/ N& S. V

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

4.4 动态测试：

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)
- J9 ?' L8 n* E- E' w8 \5 \/ S
; r; b" ~4 d$ p6 ^: S

2 j) Y( @7 V" _2 r9 g

AC90V 5ms

AC90V 10ms

AC264V 5ms

% n5 j8 l$ V" \

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
; \! l( ]$ {6 w% M) x5 S! l
0 f' r2 `# z) e( c8 J1 K& Y, ~( J

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

# @( k$ Z! i; F; p; b: G

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：

7 L! k6 ?) w! r) Y2 B初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

1 E1 F5 `4 l% G0 i/ h4 A

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

$ y( I; o- V+ I

AC264/50Hz，100% Load

次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

/ X) |6 @0 u% M

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

( f7 `: Z7 @7 I7 ^. Y( g5、EMI 评估测试

4 P$ I( o# v3 O$ e) c; h3 d8 o6 k! I测试条件：
$ w' c* }0 D7 ]输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
) B( o0 b6 o; ?: B# m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）
( B# ^9 a; c2 ]. p

AC115V/60Hz 传导 L 相

6 T" \3 u, o. W- ~

AC115V/60Hz 传导 N 相

2 E; R: E: c) q3 p3 W$ y4 e9 u

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

  g; i8 e# a* j

AC230V/50Hz 辐射测试