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

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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。
5 v3 r$ W9 Q# i! Z+ }; U. ~; d
' x: I/ y* P$ G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 F+ c6 B" K/ e% {9 b& \/ [: P' }1、样机介绍
( O7 Z& R! ~: U' J, r& Y; H, P  P
) @  {* d5 E1 _& r% d4 d! N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。
2 d0 Q. P  W; t( ?7 I- E

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

7 ]  y& K/ f: o2 \6 @2 N( 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。

& }0 ?) ?" s2 Q4 Y* W: q7 F1 h% ^! v芯片特性

● 较低的启动电流(大约3μA)
  X" A0 [* V& l4 L
● 内置软启动减少MOSFET应力
! }$ _5 m3 a* ]% T) ~8 U
3 E! ~; d6 ]: e● CCM+PFM+QR控制模式

● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
, @! N/ M& `1 S
● 内建频率抖动功能，降低EMI
+ G4 C+ _: W/ F5 E# t( T* x
● 内置65kHz开关频率

● 轻载降低工作频率

3 O) ]7 n) Q1 [1 d: U; k● 可编程外置过温保护

1 `& C- A+ @5 W● VDD过压保护和输出过压保护功能

● 内置前沿消隐电路
# u* X1 q9 l, |
9 A" F7 U# u* l9 Q- |( d! K● 内置输出二极管短路保护
! E1 R: O: |" ^
● 内置过温保护
3 t) W! |2 v' @: `
● 过载保护

● SOT23-6L封装

基本应用

1 V( C: z0 i/ C. d6 h. K$ J● AC/DC适配器
/ o5 @$ z. s2 k8 m3 d
● 电视及监视器电源

4 u$ B" ?. a+ o$ }● 充电器

● 存储设备电源
8 T4 v$ a" O) l* K7 M0 k
典型应用
0 ]9 z" \0 j" U# }2 t- m

管脚排列
0 F1 x) r; Z  t7 z1 ^

管脚描述

CR3012

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；
: z4 l' L: a+ S& }3 y7 J/ S● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
& S" v/ A* t6 Y# ^) O6 _: O- Z- {0 J● 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。
/ v& b* h& ^5 \5 x8 ~0 c) Z
' K) {( G) g3 w5 [( A- c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。

4 x3 O: E0 |9 m6 D" o/ z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。
" d0 q, y+ f6 Z9 T: Y' g
2、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。
8 m& }5 j" o8 S# T: u
2.1 输入特性：
& u: |- N) T" _4 M8 F  Z" W" e

2.2 输出特性(PCB END)：
* y* t3 M. Q# S% a3 m& n5 @6 y2 S9 D

6 A; n4 y- y6 H! D2.3 整机参数：
2 H$ T+ y9 s% G  r( `9 R+ Z

# P( G. p1 W8 U" ^2.4 保护功能测试：

! S$ D7 [6 d5 I+ ]2.5 工作环境：
+ e  {& a& q+ e" W/ k' g. H

+ E# G4 f* n9 _) f' U' Y) R8 i2.6 测试仪器：

. v( k4 l# G) v+ M: _. r3、样机结构信息
2 }# j* Y4 _/ \0 n0 B0 p
% q* p. ?! M: |9 _6 H+ v- c) d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。
( v" V" m1 H, s5 [
3.1 电路原理图及BOM：
' q  \: w3 H! y3 Z
3.1.1 原理图：
9 i5 j; q, S) ^; X# _5 ?+ B
" O( R9 E/ U3 X8 P& |5 _. y3 ?0 H

3.1.2 元器件清单：
0 ?% E+ c. H2 ~. p. ^

3.1.3 PCB 布局&布线：

: p9 H5 g( S2 m% d4 b9 B1 a% x

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

2 Z' {8 x9 ^0 V: S- x0 E: U

PCB 底层布线

- l% ^# Y/ ^' y9 H' |0 k3.2 变压器绕制工艺：

3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

' s/ v& ~; b. P! w' @* z/ l3.2.2 规格参数：
7 S9 A7 ^% j6 S1 ]2 V) g
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
0 `1 s* k1 E0 z9 n- ^) e: t3）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；
! E% W( C+ R& q5）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）)；
! k& q! K: o, \) B2 [: m8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
! Y5 x: R4 ]& A/ P/ H, W- T/ z2 `9）成品要求：浸凡立水；
. f3 ?1 a  y( ?
0 B/ I& j  E4 C3 |3 H8 l3.2.3 变压器参数:
. w# d; V7 r. F* \: C$ M( _

: ]3 I3 b+ E9 h/ ^* z4、性能评测

5 B% \$ R3 M1 T4 {6 \0 y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。
2 V1 y/ O+ q/ F# ~# u. j" Z
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。
. M, w2 {6 |( O) ^0 o1 l+ v) C" [
表1 待机功耗
+ [0 s( |# s; h% b0 L

8 C1 i% r8 b! b- Z( R+ [表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
. F! \. L, \4 h) z" a) A8 A

表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
8 |/ x4 @  \) P5 S2 Z( n

表4 效率测试（PCB END）
9 i4 A- ~6 p3 A% X* a

0 J. q/ ~' R; h. A* ^5 T表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
5 i/ M8 y3 C$ K4 Q0 f1 x) Y

4.2 输出特性：

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

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。
& q2 v# Q% p% j/ `  _

- d, [( w) Y5 t) ?5 H, h, L

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

+ ^) j2 [, l( G; o0 a, l' F/ W

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

4.3 保护功能：

) U) n; L( R  m" z. w4 z6 f以下涉及过流保护、短路保护的测试。

; R, c/ c" a" k! E$ ^' `3 Y% K9 G4.3.1 过流保护：
( C, R& K! z: C3 P0 R

( p  {0 G1 V( `4.3.2 短路保护：
$ n# q6 m' i0 }" ^  u5 M
2 i8 j; y8 ]/ T; {5 h3 v# F功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
8 ^; n4 S  d. @% b1 I! A

2 N9 f; W- i) V+ C7 U4.3.3 输出过压保护：
8 _  t; r. Z1 C+ I" U0 ?' _; e5 R
4 e/ w- {" o  R$ V/ {- H! ]短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
8 |* B* j5 L  Z" f

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

( V8 L6 e; p+ l4.4 动态测试：
& G0 i) d% ~2 a1 ~6 z) r: X
: m; m) F+ I2 s  b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)
( x# H" ]) l% I6 ^( Q$ h

AC90V 5ms

& R) E" S$ A/ M

AC90V 10ms

3 L  o5 |6 s  B! ]

AC264V 5ms

  B6 K; e# w1 ]9 l8 [2 A1 z

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
4 T6 s" s( E8 N9 _5 P1 B. Z
8 _1 H9 k2 _- P

7 c& B+ K7 B( Q4 l

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

9 W& s, q- U, g" v

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

  e6 P5 s! l. Z3 M$ ?- a3 ~; k4.6 其它重要波形测试：

初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

3 L: K8 }$ ~7 v5 C; R5 B

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

( l% Y& {2 |" p; t$ B次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

+ r6 ?, V( e; f* x1 G

AC115/60Hz，100% Load

+ |9 ~2 X+ L) Q0 s2 q

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

5、EMI 评估测试

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）

3 p+ W6 B6 g1 y3 }" X- A

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

9 p$ J! B! f3 d4 l. ]

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

) x, X4 }) w4 D- [* E- u3 g+ W, A

AC230V/50Hz 辐射测试

% ^4 V- @3 x9 [
& ~  V% N! B4 z0 A2 G+ O
& ~" i# q+ c/ [1 ]$ k