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

* b: m5 J  Y8 x, U" b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。
- n. n6 m( I; w$ x- O& B' y1 d3 d
' c% z. ~3 [* H. w9 i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

4 R, i6 F/ E/ {" e: i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。

, ~9 _# F% o, b3 }

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。

$ A8 o: D! L- \. T/ D- z; F芯片特性

● 较低的启动电流(大约3μA)
' ~2 s3 V5 S; L& g4 Z
● 内置软启动减少MOSFET应力
: O! ^0 J' K0 T+ W
● CCM+PFM+QR控制模式

  e! t! A6 Q+ P, m% ?! i/ a● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
1 s) E* i" J% x/ w2 `
● 内建频率抖动功能，降低EMI
; p, _* \5 t( G7 j+ H* `
. h6 ~' A% `$ G8 d$ A0 g1 G, G+ @● 内置65kHz开关频率

● 轻载降低工作频率

● 可编程外置过温保护

- O! H7 i6 M* c" u& Y/ g● VDD过压保护和输出过压保护功能

$ ?) _2 E8 H. T! k) S" ?1 K- M● 内置前沿消隐电路

! M* q) r0 o7 }) }2 T+ p) @) z! t● 内置输出二极管短路保护

- S+ f: a3 L# P* U- O& `● 内置过温保护

● 过载保护

● SOT23-6L封装
" G" ]% p  R7 _' f
基本应用
" W2 X( ^8 }4 E
! M* c% G( _# c! W9 U5 x● AC/DC适配器

● 电视及监视器电源
- h/ Q1 J9 X9 y. o) P- m& ?! n7 i
( K- T+ Q8 Y& t; \● 充电器

● 存储设备电源

) F; Q! g" O  l; D典型应用

" E# g4 q' G4 {) w

管脚排列

) T0 ?0 n! g2 I( a2 R! }/ Z
' N% b5 O- D6 L; G9 x& G

管脚描述

CR3012
5 g$ f; m) L. u2 |& s
芯片特性：

/ O% ^/ g3 x- Q1 T; E: w● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
+ ^5 p- D6 Y/ v% m6 ?! p● 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。
: p# M- W" z' J' [
! W* y0 D& Y( E0 _4 `( y: c% Y9 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。

/ k* N& \- r! M) s. M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。

3 [, H" w3 P' O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。
* r+ R. `% X5 f6 Z" i4 ~. x: M
  G$ ~7 B" G) y% ?2 k$ K# h2、样机特性
0 ^5 ?8 c! Z/ ]9 T) G0 k
" V  a6 P- {$ W, X3 c9 r2 i/ @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。
3 ^! b1 e1 F, R) N
$ r# A  `, E6 x, ~2.1 输入特性：

2.2 输出特性(PCB END)：

7 N- y% E8 O+ b) N% J% _+ K- E2.3 整机参数：
$ K- _; |6 ?/ i% `0 Y

2.4 保护功能测试：
) t0 k5 q) p- t* G9 a

0 b6 C; E& h) ?- s+ Q0 F1 }/ J2.5 工作环境：
: P+ I2 u" B" e; A) Y% X& z2 E  P& j

, J" p$ ^: d8 r, u2.6 测试仪器：
- V4 x) j6 I- V: n5 ~3 s3 R+ O

; G/ \8 X  T2 u3 }7 h$ X3、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。

& E' E: s4 D& w  f3.1 电路原理图及BOM：

5 L, {% R+ e8 t5 j3.1.1 原理图：
8 G1 Z( ]( M+ i6 [/ j

3.1.2 元器件清单：
1 M6 V% v5 b+ t. V2 N

: p- K8 A$ F% A, ^( T) Q

3.1.3 PCB 布局&布线：
# Q* p& B2 G% M% g  O

PCB 顶层布局

& ?; U8 x  O% \5 d! [

PCB 底层布局

: F' ~* I7 r6 t% Q; z4 b" A

PCB 底层布线

0 n$ _' E/ D1 Y, H3.2 变压器绕制工艺：

. }  u0 r3 Z( m; y. s# z$ w" u3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

3.2.2 规格参数：

1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
: F  A# T0 l3 V1 n2）材质：TDK PC40 或同等材质；
- A2 t7 ]- \/ h: O3 _9 ]2 r/ 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；
% r3 c4 T( U7 N7 ]$ ?* f5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
1 A* M0 h! |6 g( _' V, I( N: b5 u6）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）)；
5 ?; @; j' D( ~" k8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9 u' Z% }. a( ]+ d, A: o9 G/ {4 Z! O9）成品要求：浸凡立水；
- [: F) y) G: B8 P
& g# j4 e- ]& W7 K) Z& ]3.2.3 变压器参数:

, ^2 Z: H$ Y# E9 E  t4、性能评测
6 ?, D, z6 _0 j: r1 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。

3 f& `% m* Z! p  Q: H4.1 输入特性：
0 [6 K4 d& Y) b' {; G6 w9 q3 u
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。

* d# |3 M& S" _# B8 @( v6 F4 b表1 待机功耗
- T" I0 I' K/ z7 [' C2 s8 D1 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）

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：

! m  `1 {! x; R0 g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。

/ e. x, G# |2 {9 ?, L

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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。
' [! D/ N- E. C
/ [1 s1 h- L9 y; v" j- C4.3.1 过流保护：

# g1 V. _* H) a- m. u/ E6 u. Q4.3.2 短路保护：

. d% n9 R+ b, }  P功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
7 l( v* J9 ?8 L6 Y9 w# Z9 V+ U

4.3.3 输出过压保护：
& V4 t! w4 `7 i
短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。

; O; H3 I0 _5 L4 i5 O9 b% P

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

7 C- i3 Y& f1 u8 l) z3 @) }" K# v4.4 动态测试：
* E2 L2 t5 X4 M/ [% ?$ c
8 r; j3 s. I, R; W/ l! d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)
$ ]8 Z9 }* V% q( R+ H3 G2 i  A

4 M" U) G' |" U

AC90V 5ms

7 i) k) K. d, M0 ?3 y

AC90V 10ms

AC264V 5ms

+ R! s* Z+ s- h- z

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
8 ]8 r+ G! h( q+ w/ H1 s  q) M! O
/ i4 ~6 C+ g& R

0 B/ ]+ N. N) i

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

, F8 a; N" F' E1 x

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

! d" h7 Z$ s9 S( ]% G5 @4.6 其它重要波形测试：

初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
7 J) z8 a$ Q2 i# N! x" Q1 Y

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

, j* q1 W/ ~+ u6 `1 g9 ~

AC264/50Hz，100% Load

次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

4 X; r, w2 }; i+ f

AC230/50Hz，100% Load

* w; [: A+ i! b# p

AC264/50Hz，100% Load

5、EMI 评估测试
8 Q8 Y5 d# A- U3 M7 j! r
测试条件：
9 L3 p" i, }* F! v) g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）

8 n' ^0 d& d: K/ E1 O

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

8 ~7 }0 w  y: B2 K% J, g# l! X

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

7 R" u7 b; D% ~2 D" {. f

AC115V/60Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试

+ L8 D( E8 G5 w! p