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

- J1 q& J: u) Z3 Q1 V# s% \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。

3 k! s+ |7 y+ g2 Y& A8 I2 U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。

2 K  e/ l. s6 M+ C6 C1 b6 H7 _1、样机介绍
- c  i( h0 C* m. {% ]* ]& ^
5 I' q* N- r  h) k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。
6 h8 o% {* p: s% C, D
. g2 o! n- Y$ ?7 n4 N

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

4 m; R+ h2 b; g. jCR6890A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。
. `. B& |" U  H7 P# B' X
( M( B0 R3 g* |  G4 `: |! n芯片特性

6 ~9 ]8 ^! Q/ U9 b' \* A/ b. S● 较低的启动电流(大约3μA)

● 内置软启动减少MOSFET应力
! ?$ ]3 q" {% n& h  _, f; W
● CCM+PFM+QR控制模式

9 z. l! T1 b$ U& P0 O/ ]● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡

● 内建频率抖动功能，降低EMI

: E3 h2 |$ w6 `" o; f1 v* x! n● 内置65kHz开关频率
: E  V0 ?1 _6 W
● 轻载降低工作频率

● 可编程外置过温保护

! h, t; }* @* f: ?! @( G; r# j! R● VDD过压保护和输出过压保护功能
  W1 e5 r/ j* m  z7 T% g9 L
. |0 e3 m+ H6 d" ^4 j8 @● 内置前沿消隐电路
, z% j) k+ m( e5 H/ j
● 内置输出二极管短路保护
* N7 q( C$ O# V3 s! C! e& X6 `
4 i, O: ]8 ~8 f- `4 ]. V2 K● 内置过温保护

● 过载保护
4 @; e: T. E" ~2 f' ]+ T
: }) x$ W0 u4 [( g4 ~% G● SOT23-6L封装

& n+ @' ^" z* _4 ~8 l  b3 O* c基本应用

  O( N$ \5 C- m/ R● AC/DC适配器
# v' _8 j+ H  y4 N# a
# E) n4 `% G, ]6 y0 B( f0 d' i● 电视及监视器电源
1 h4 ]5 E2 G) X1 y) N
% J2 \- J; w# o; o3 H  H● 充电器

● 存储设备电源
% }6 \2 W- p  O. Z+ T1 f* ~
典型应用

管脚排列


; I* }' j  k; z- n2 a; j/ t

管脚描述

CR3012

芯片特性：
$ [2 G4 f' \; l! K* {
0 `9 P6 }# ]  W: C● 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；
5 }8 P8 T+ M& W. U& V% x● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
; q1 J9 V3 O* [; p4 S6 s
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。
3 i7 w0 ~5 e; r" i5 J
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。

  f5 v, p. X/ E9 D0 @% 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。
* E6 Z( T7 H. {$ d
2、样机特性
1 Z5 a3 g( Q( M
- w% |2 \' p; h2 O9 i- D  r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。

9 z+ D9 b  m1 o6 H) R: |6 F2.1 输入特性：
& A5 @* h! G. g1 c" L% H

+ c! k7 o0 E& v3 N2.2 输出特性(PCB END)：
% J) B% \" n! F

2.3 整机参数：
2 _9 k9 X( H, q! r) g- h

- ~  \+ t) d& O8 Q  l4 t% x" n/ O7 H2.4 保护功能测试：
2 @0 T- {# d- V6 m& W) c0 m: A

2.5 工作环境：

2.6 测试仪器：
( G" G9 e# W" W+ J( ~6 y. n( Q+ [/ c

3、样机结构信息
" ]  l, _, H# Y$ ^
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。
* C  E, H+ w( \1 C8 L2 @9 ?. @
3.1 电路原理图及BOM：
3 m) y% l3 I0 j2 f/ v" t, \# c5 Z
* q" W9 `4 N1 d8 m+ A) o3.1.1 原理图：
1 o: H' J, C1 D+ _& r1 U
+ k/ q$ g% W8 l' @) w0 `' m

3.1.2 元器件清单：

1 ^: X$ e9 v6 c

3.1.3 PCB 布局&布线：

& f" B7 R! k$ L# g1 p7 {

PCB 顶层布局

6 M; |4 u7 ?% N  P- p" r9 z

PCB 底层布局

% P) r9 o  }0 G5 L7 |2 w

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：
. v" i# T" Z' I1 K5 V! U
, d$ O: ~* G4 A8 B; Q+ w: |. S

3.2.2 规格参数：
2 \# F# k, K* w; E$ \
+ S# x1 ?) |8 x: X- R1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
* y: _/ U1 S" x. j2）材质：TDK PC40 或同等材质；
' A- S7 [' Y. v% t$ {% E- c) h3）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）；
  n% o$ ~1 }) U( S" k7）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）)；
2 O; b2 G5 c5 c! `- `8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求：浸凡立水；

% J. _# ^2 S: i3.2.3 变压器参数:

4、性能评测

; D( q: a7 B9 |. [$ h! w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：

: d% r: u2 Z7 H: a9 O2 R/ {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。
/ c, M7 L& k4 v+ v# k3 e7 g
& R- E% B1 u2 E+ j: l- g+ {表1 待机功耗

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
6 ?- Z% ~1 ~! ]8 q8 M

/ b: Y. J9 {* n# F3 Q6 c表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）

/ m/ }$ u- l; j# ~表4 效率测试（PCB END）
* F! b- |* ~3 x6 }% W( H

7 k# \) b6 k" H/ K- X& c表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

. A: _- C5 U' R# K. |/ ~4.2 输出特性：

4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）

, @- L3 x& H  F6 ~7 ?0 s0 ~4.2.1 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。

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

% G) O) k7 M. {; A# l

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

4.3 保护功能：
. X5 i  s" b, V
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
/ _% z$ X, e  ^$ I
  `$ G7 M* P4 B) a; W' R4.3.1 过流保护：

0 ~3 W; ^$ f) |$ T* W4 C# s4.3.2 短路保护：
3 h/ {4 }" P* \5 ^
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
5 F1 m# y, e% Y; Z- W" H

/ A8 u# o  G- x- y4.3.3 输出过压保护：

% p% v  N, h% e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

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)
( I  n4 u% H2 C) G7 @& z

AC90V 5ms

AC90V 10ms

& l& P! e2 |1 u. ^% B: A

AC264V 5ms

, |4 i6 q$ m, J0 Z. k

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：

3 K2 l/ @6 m; U

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

/ A! p  R: I8 P% F* ]( K# }

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

, B8 o+ x6 C8 a; a2 Q

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

0 ]) O, I9 u! G: {; J4.6 其它重要波形测试：
0 j5 {0 t4 o6 Y, _6 @
+ [& u' Y! q0 N. z初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

% I& y% [7 f5 c% @9 I2 ^3 s6 x1 f

AC90/60Hz，100% Load

2 _) G9 y7 ^9 E* O

AC115/60Hz，100% Load

. y3 Q9 ~' ^4 n/ F+ o4 @

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
* p" C" J7 p% z, Y' B& f  ~7 }

AC90/60Hz，100% Load

( e9 j$ v; W8 w0 L% f

AC115/60Hz，100% Load

3 E2 z$ b% ?* z  f: ]

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

+ ^) d3 X0 b2 c% ^5、EMI 评估测试

测试条件：
$ _( E2 _0 d, p/ L2 s输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
2 w) g9 n0 l# ~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）
( q: M2 p3 [& @- @
  x4 L3 [6 K$ D6 x! n; |

AC115V/60Hz 传导 L 相

1 N4 l- {% \' z6 z% R

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

0 d  ?$ Z1 K4 u

AC230V/50Hz 传导 N 相

* z2 w' h; n5 Z; b0 ~8 }

AC115V/60Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试