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

* i2 O5 `/ r6 U) z0 s( F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。

  r+ z4 j6 Y4 k) q8 L5 `, S* P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。
5 m" E. y# [# S+ O  ]0 f' H7 K
8 n% ^, x! g* o- V( f; J1、样机介绍
- y; f0 \: Y( T( Z3 j
6 H5 A" ^5 e/ v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。

3 n8 P! @9 w/ v0 |) c8 J" k0 r- t9 b, M

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

; X' j% F4 w+ q3 P* Q' J( r6 F( 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。
  ]/ k' |. i/ M: [! G8 q
# B4 W5 V5 O4 z8 j5 {5 p芯片特性
$ d3 l  h  z0 m* v. z* q; x  m) N
+ V; |6 c7 @, ]; L' [- B( t● 较低的启动电流(大约3μA)
# P% Q8 N# p2 ~+ v
4 S$ l; z7 q8 {- s5 o# Y; u● 内置软启动减少MOSFET应力
8 b7 b+ R7 E5 U3 K9 z' L5 h
1 X9 X7 N& i+ U4 Y, q9 \● CCM+PFM+QR控制模式

● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡

# K2 V( z+ D) ]( G● 内建频率抖动功能，降低EMI
, [( `5 Z0 ?- D: q# y5 M; I/ O
● 内置65kHz开关频率

● 轻载降低工作频率

; C0 \# c; y  c3 N$ \● 可编程外置过温保护
! p1 c$ ^$ r5 y* N+ y
' W6 Q' E+ t* @) s, i7 L5 S● VDD过压保护和输出过压保护功能
; F3 I3 G* |3 }9 k4 ^" h
● 内置前沿消隐电路

1 k& A- ~5 [. g8 d0 e4 Z● 内置输出二极管短路保护

* Q0 _% x8 g5 }  l● 内置过温保护
" ~2 W; N( m1 i
8 L" ~  v+ ?7 c5 E● 过载保护

● SOT23-6L封装

; `! n( H& e) o6 c: c4 ^基本应用

* G0 b3 Y4 r& t6 V2 O& v● AC/DC适配器
( J9 Y4 ~* Q! s& H7 c$ T  j* ~
8 g! |2 |/ q* ~: P# B● 电视及监视器电源
& P9 s% V' K. p/ b5 i: J
● 充电器
) r4 E3 S, K+ i+ `- C
● 存储设备电源

典型应用
- N% ?" r# J" Q" j1 q: F' P1 f% F

管脚排列
( ^4 Q0 q& m+ f
$ Z* e, c$ A! a3 S

管脚描述

CR3012

& f& K4 ^& H  T! c+ y芯片特性：

$ u  `. S4 G6 G  W+ K● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
& B/ B$ i3 v! R5 I# ]● 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。
8 u- j; b, ^8 {
" k. g  I, ^$ _& O5 X' Z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。
% T" z' d( x# _
% U& Z; c' Y9 E9 f: c# W6 S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。

# o$ \4 a/ L% ^  C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、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- O6 T3 L. I! A: p
2.1 输入特性：

8 ?: x& x( {5 m+ o* z8 l9 v! j# W2.2 输出特性(PCB END)：
" B" \; ?, q5 C) C7 S- R+ i

2.3 整机参数：
6 k$ _7 |" b& Z5 c+ B

, c" ]! A0 C( e% y4 m* S; I3 q2.4 保护功能测试：

2.5 工作环境：

2.6 测试仪器：

1 T- ]  x3 r1 N. @0 W) o' _7 L0 ~3、样机结构信息

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：

3.1.1 原理图：

3.1.2 元器件清单：

% u; `! `- R; Q3.1.3 PCB 布局&布线：
0 {# w. C6 Q% [: t6 a) d

PCB 顶层布局

- t; h! i0 F4 m0 h" K4 f4 i

PCB 底层布局

PCB 底层布线

6 o/ d0 f/ V. p4 n: h7 e3 H2 ?$ C; J3.2 变压器绕制工艺：

  t$ B. t: V' C" `3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

; }7 c! {& w6 k& [$ h

3.2.2 规格参数：

1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
/ p1 F3 P7 N+ N2 l. G1 K* Y" m3）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；
7 q: Z: o6 `  Z2 x5）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）；
0 s$ D4 B& L" r  ]$ O' l0 n7）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）)；
; M6 |2 [7 p& a+ ?. \: ^# U8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求：浸凡立水；

4 ?9 d, h3 B" J0 x3.2.3 变压器参数:

6 m+ ]. C5 |; C' s' M4 }: W* D4、性能评测

1 M' h- P. P6 R3 J6 g) k% f8 I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 G+ V; u* `+ u/ p4.1 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。
6 S% Q! [* C$ G, `' ^8 j: f) A
表1 待机功耗
0 u( g  ?5 a2 N( a

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性

. x. K$ ?4 _. M表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）

表4 效率测试（PCB END）

9 \' ~7 S) E# ~4 F表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

0 a1 O% J: u% w5 D5 g4.2 输出特性：
7 L( g2 ~- S: Y  v6 [
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
" A* t/ y. \. |" ?3 d% g

  \' W. p- w# @5 u4.2.1 输出电压纹波：
; A0 h0 E& r0 o0 ~9 I* n
- |3 u% @% H$ L- y6 U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! T* G) o8 X; U7 A8 o8 M6 z6 T! X

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

; A7 t3 _( }0 I- V& f. F

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

/ g9 f- t6 z! K, Z$ Q

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

0 u+ a, F" X" Z. x

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 W/ {( _3 d) I) K$ o$ v% t# j4.3.1 过流保护：

, \/ D1 _6 I$ Y. t$ R4.3.2 短路保护：
" q- |# n$ e" }! ^$ Y
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
5 s6 k" s/ M$ G" Z0 I

: l5 i4 ~1 Z) R$ @! Z# G+ h+ i4.3.3 输出过压保护：

0 y) t7 ?  s. M7 L3 U+ 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

! P" l% z4 W8 l* H4 ]

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)
( H- {0 \( ~. h( O

! T. N4 S4 D' W/ r* R

AC90V 5ms

6 a% R& {0 j- _5 U' U

AC90V 10ms

0 a* r$ a( Y! v( v

AC264V 5ms

! C# s+ d9 \, x! c9 q

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：

8 ~) O+ H6 r+ Y- ^6 h: v

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：
' y& h. d) u4 N) @9 Q+ O+ v3 h
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

$ O2 S4 |9 X2 W

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

; f( `* Q4 ^; T8 ]/ P8 {8 y次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
0 u2 x# `4 M& x  f3 x

AC90/60Hz，100% Load

2 H+ \/ q/ ]8 g+ q8 K8 C

AC115/60Hz，100% Load

+ W6 ?# |% f& H, @

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

$ V: y) ~7 k& x5 ~, y' p4 f/ Q5、EMI 评估测试

测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
! @6 m8 c  M- r输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
9 s2 o) l5 z, @* s% u  j限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
9 i% w2 q0 d6 n6 e8 _
% P6 V2 s, u# W; S" ?% s6 y

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

  r: ?( c+ W8 t! f. e( a

AC230V/50Hz 传导 N 相

. J2 D5 [2 U2 J) i4 h

AC115V/60Hz 辐射测试

1 {, e1 H0 w0 @

AC230V/50Hz 辐射测试