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

# K3 g1 \* s# R; o) a. @! T. x& T
; Q- x4 b# K0 ^. Z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。
+ O  u: }) h- ?" j2 O
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。

1、样机介绍

0 x1 F8 k8 t, D& F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。
* P3 k+ r0 I( U- y: F5 O/ X/ h3 ?

# l/ }$ z9 l7 }) ^0 R

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

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。
* J1 p, l: R4 r+ C3 g
6 p- z% @; D0 i% \' C5 Z6 ]8 |芯片特性

, E' T) G+ [' S% |+ h● 较低的启动电流(大约3μA)
+ I4 G  v; ]  F" E+ Q% p
0 t9 W2 G! R; P; Y. Z9 r, k● 内置软启动减少MOSFET应力
( r0 F' R2 w- Q
3 ?: h: m: i, z● CCM+PFM+QR控制模式
( {2 b" V: \- q% q, S
● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
6 _% W# Q. A; c4 w5 @3 p0 S
4 L$ D0 r: }+ l9 O. i3 t● 内建频率抖动功能，降低EMI
$ e& V3 \5 `3 H1 |( m$ d
# g6 q) w1 |) T2 ^4 ~! h# Z● 内置65kHz开关频率
& B+ z0 m  m: b9 ]
: t# ]  b2 u6 o; {% P5 }6 r● 轻载降低工作频率

● 可编程外置过温保护

● VDD过压保护和输出过压保护功能

● 内置前沿消隐电路
5 G. S( ?% M% u. p
● 内置输出二极管短路保护

● 内置过温保护
+ m, r* h/ t2 e$ Q
● 过载保护

; T; ~4 x  G) G) T: w  I● SOT23-6L封装

* ]6 j: R# M" ^: Q  ?: X基本应用

● AC/DC适配器
# R0 p7 D7 G- O: ?/ Q7 n
● 电视及监视器电源

● 充电器

0 r$ i% q: F6 j6 I% B* K● 存储设备电源
3 ~( D# i$ r! M
+ [: b9 i1 E, Z6 @典型应用

" I3 {5 w' X1 o5 s

管脚排列


; |1 @6 i' w+ n7 ?$ c, J' {6 k9 ~

管脚描述

CR3012
2 [6 V) V' K+ Y4 k4 r  z& a5 f
' `6 I; V6 [4 T( @; a/ d8 K芯片特性：
% n2 P! K( |* ]/ u4 F
● 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；
9 b( u! G: G* _. D● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。

, D7 G+ n; {& l: a! D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。
0 B1 [' I: P; z$ @5 ~4 N+ x5 R- b
  o4 ~* d% ]+ C: l% A% k6 p, H$ V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。

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。
, c9 K# u  U5 U
2、样机特性

- m* c6 ^$ _$ s: b$ C, U- k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。
) G7 W& c. x. T) f2 [* N9 ]
7 b6 s' e8 j  S5 o! t2.1 输入特性：

2.2 输出特性(PCB END)：
$ N5 }# S9 U& l& ?& t7 s

2.3 整机参数：

+ E) K, y3 p% Q5 A- Q4 Y* E9 F) ~2.4 保护功能测试：
. v6 l8 F5 @. R- e6 K

$ d& }. \' E! A7 l6 s' D2.5 工作环境：

/ {; o  p: ]! n* A0 k2.6 测试仪器：
. `8 t" [- s! x& W# K1 [- @

3、样机结构信息
' k* i: O* k% y0 d1 s! s  v
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。

2 s0 M- F2 e# Z- N+ V# w& z( Q3.1 电路原理图及BOM：

# X6 U8 q- y' l3.1.1 原理图：

3.1.2 元器件清单：
. j3 W0 l; d$ \- c, a7 u+ o

4 _3 e/ T. ?. |8 y- G

3.1.3 PCB 布局&布线：

) E( w/ |8 G+ M7 c* y8 G

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

, h2 M' u# S/ ~& I6 J9 m$ p

PCB 底层布线

% s$ h. T/ Q% D1 @1 l% E3.2 变压器绕制工艺：

3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

9 M: h4 E. \$ g

3.2.2 规格参数：
1 t9 z( I# i/ `" F# s
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
9 r" F/ C) J4 P/ ~7 P# q/ A8 S2）材质：TDK PC40 或同等材质；
* s* W6 U$ T0 x3）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；
: G6 p' u' A: P) g' `9 N7 g! w5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
" Y& t5 j/ R( i6 \4 b+ {3 Y6）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）)；
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
5 S$ [; `! r! n: x* X, d' w9）成品要求：浸凡立水；
$ b1 S3 j" s4 W4 e- w  b
3 @4 s! R9 D+ X$ t+ ?) n3.2.3 变压器参数:

4、性能评测
! F, \5 Y% M/ u" S& r
# H4 Z9 M! V8 g( D# r' z) t/ Q0 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。
0 u  B  v9 m/ b* o
4.1 输入特性：
5 @; E2 p5 `' P1 Y8 H2 }; T
2 l4 |/ o% p5 I- a" K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。
" L$ _( V/ d" @! S( d
表1 待机功耗
! q7 d( B2 R7 s# h. L

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
6 b9 E" T' u) H; F# q  F- P9 Y

; }2 I  W) k) C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）

4.2 输出特性：

; v* a+ a/ h% ?' ^- d4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
# }8 a# s+ {, y

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。
' m- [- B5 }* {8 ^: Z7 ~
) K9 e8 H) d. Z: M# O2 P( H! Z6 M

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

( a; P" t" E  M, e

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

* y2 g; i" P! }& c/ R9 U: X

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

4.3 保护功能：

, F) ^, o( ]$ Q( N" d) ?以下涉及过流保护、短路保护的测试。
6 Q% d+ B# }* g( ~
4.3.1 过流保护：
+ s7 w6 ?5 i. s" f& T" l

4.3.2 短路保护：
$ d8 Y! Q: c5 x' X/ C  P
: Z/ m% j% @& W功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
" X. z9 u0 s" B  Q

4.3.3 输出过压保护：
& J$ W. T1 ]$ t, }* d) |/ p! ^; K
短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
' K0 y7 U4 }6 Z- |. F

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

0 h1 i, l: w# c

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

* v& R" ]+ @5 @- ~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)
( J) v5 W! t  h' [

AC90V 5ms

  Y, h* P1 h" u5 @2 m+ V

AC90V 10ms

: X1 S0 e' h% S8 l1 b9 U

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
5 I9 q7 ?( `* V6 M0 _  b
% Y& a) q- x+ Z, }4 R+ E" U

2 t! m% ]" @# }

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

9 f, k8 r2 T9 c5 A

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

4 W0 x1 L! t3 D. S% Y

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

/ s) F2 q; w9 a1 V: ^. ~7 x+ Z" k2 E4.6 其它重要波形测试：
8 x0 |! J& ?+ D+ Q) B8 Y
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

% Z( q" J& t2 M  l. J0 x

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
- `% O3 ?# v* Y

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

) S  v9 Y# v7 L7 _/ D0 O& T9 Y) o

AC230/50Hz，100% Load

1 ?5 V2 d0 ]5 \( u. u

AC264/50Hz，100% Load

- X5 g& C# ~; l- C+ Z- H  F5、EMI 评估测试

测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
# g  ?4 @3 r  f输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
9 B: a9 i( x3 G9 B& S限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
, T* E+ E9 i' `( |" B, L

AC115V/60Hz 传导 L 相

6 L+ Z, `3 e8 x$ c5 \

AC115V/60Hz 传导 N 相

0 a! C+ q3 J% ]. V) ^; D9 b

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

3 A  L9 C1 V9 P& @1 W+ D

AC230V/50Hz 辐射测试

4 }5 P$ J5 T0 i* H8 o& s: O