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

9 U* J1 [7 o; W1 r" @+ x  K
/ r4 `& ~: `1 K, r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) E- U8 \8 X% U, g' J7 w/ 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。
; Q" R: h. i' h  }7 f) Q/ ]+ N
+ r2 X, b/ u, g! c* K" Y4 i1、样机介绍
; }/ x: {& u- w$ K5 v3 a( A3 V
4 Z5 t% Z; s0 e0 G* N# ~6 _  n& 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。
6 q8 c3 v# R6 }* }  \

/ @  x3 L6 y* r8 n

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A
! q' [1 K! s( Q" F  e/ D, G
" B! N3 X( E: x! [9 D2 CCR6890A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。

芯片特性

3 q2 z" l" V2 z  ^; D" c: \) q● 较低的启动电流(大约3μA)

/ W' f  v4 z6 {8 d5 x● 内置软启动减少MOSFET应力

5 n: ~& [# C" _. p* A$ ~2 n● CCM+PFM+QR控制模式
$ s5 N$ H7 d* j7 A6 i" P' y
● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
( c) _5 A' v: u" [6 n
● 内建频率抖动功能，降低EMI

' C7 i1 m: @6 V4 [7 q● 内置65kHz开关频率
! a) p" m$ F. F, i1 W
; T$ o' P& U6 {! D* o0 T● 轻载降低工作频率

, H7 f/ P+ E. j6 m, c4 e' |● 可编程外置过温保护

% f0 }! G5 K6 C. c" Q9 e/ K● VDD过压保护和输出过压保护功能
3 O. F, g7 C) b  C* x) P- N
● 内置前沿消隐电路
8 }3 R& U% ^( b/ D) b
% B$ c2 _* X( a● 内置输出二极管短路保护
! t% y0 E5 V4 F. R; U" a
● 内置过温保护

8 [3 y. y2 T  d% Q- [: }4 _● 过载保护

● SOT23-6L封装
6 Z, e( Y- X/ Z" I7 [0 ^
$ U6 n8 i: X) y: r基本应用

" |8 y) h7 e- \( c( W- e- l● AC/DC适配器

● 电视及监视器电源

● 充电器
0 S% [  y1 l# a) V( D- r
● 存储设备电源
" ~5 n/ ^% ^4 d8 L; S+ @  l: K. b
3 ?$ _- f6 E/ I) j典型应用

管脚排列


4 h' R7 s% z3 l* W2 }1 S

管脚描述

CR3012
) Z- ?3 w( N# T# N% W* W
芯片特性：
) o# i. v3 g( Q5 g! n2 ^
1 q6 N. g) w( \6 n8 c6 u3 d1 D● 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；
$ n3 P# T* Q4 ~. C0 w● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
7 |5 H( K- H& s- b. f7 o( {
$ m2 R) v& v0 C+ c) [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。
! O" }1 e0 b8 E/ g! N* D: p
8 [1 h! \0 g# ~+ _+ f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。

0 \; o! A' r9 P- U$ X2、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。
. C- W; m% ~; }5 h  K
1 R/ ]/ m6 k0 l" u  H8 {2.1 输入特性：
, ~( [$ H4 ^1 I$ b! A

2.2 输出特性(PCB END)：
( q+ w% t! v6 |% s. Y% w

2.3 整机参数：

; l, ]5 ]6 d8 c' J3 l) [8 @2.4 保护功能测试：

' u: C  a" S! V2.5 工作环境：
+ J5 ]: f+ S1 c8 r7 h" Q

; C& e. H6 Z6 z' |/ A2.6 测试仪器：

, _5 \  @% T# [5 v' P) @3、样机结构信息
( O7 Z/ f  o6 J
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：
, [$ K3 I8 C/ K1 M3 e7 v

3.1.2 元器件清单：
+ W- ^7 ?. Q; F" }7 c: ]

& b7 K  F6 e" A/ g7 B+ }4 Z. n

3.1.3 PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局

- V7 I& A. D& `$ H* A' U* u

PCB 底层布局

PCB 底层布线

3.2 变压器绕制工艺：
5 _1 Q* z( f- k4 n3 G
3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

. @* S* z. j/ ]" [

0 J3 r# D* E0 O, K) w  f* G4 f, y$ H3.2.2 规格参数：
* `0 Q7 g9 ?% [. U( Y& Y  C6 e
1 g. t5 V3 G% L# a( D1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
! V% g: t& ~( V2）材质：TDK PC40 或同等材质；
8 W9 l7 H; g! W! p# S3 P/ E3 E3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
7 Y8 d% S! q) ~; O; L8 c# {7 d4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
3 r+ w9 c0 l" _4 F! j5）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）；
) C) L1 J7 g+ l" K: k& }0 ]  ?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）)；
( ~4 U  i( a: Y- _2 b8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求：浸凡立水；

3.2.3 变压器参数:
3 b5 q  ?7 h1 ]4 a& l7 [1 e

: T/ K3 R1 o6 e; c+ i5 n4、性能评测
/ Z) W! o4 y% d: z& V6 g! r$ h, z
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。

+ l0 R3 b. o0 x  W. H4.1 输入特性：
! N7 U6 f; K; Z7 s$ V$ I! r; W, W2 O1 K, v
: P0 n% W% J. {) p6 Q6 C# \4 ^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。

. h" p, X; z2 k表1 待机功耗

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）
) Y. d6 j* o8 \4 R$ _

表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
6 I$ U, u) ]3 C

( Z. V# @( m( L+ W7 Y% O, x7 J! }: ~4.2 输出特性：

6 ^7 b7 [) E3 l4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）

4.2.1 输出电压纹波：
8 v! [8 M2 s& R+ H& ]& N
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。
" r3 ]4 m( h2 L" t3 i

+ S8 p) l$ f2 r& K; N3 x* W

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

! g9 Y% f  I4 O8 I" h

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

8 _1 ~7 p# o9 I

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

4.3 保护功能：
% q. a! Z. ?( D/ E% R% q
1 L) e9 r9 L$ n9 K3 g6 r, {以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：
/ @8 e) m& E+ M6 |8 J; v/ ~

, |( z5 n7 N4 W4 u9 `) `, }* t  O4.3.2 短路保护：
: c3 z6 E5 G( \( K& K$ |6 A
0 Q2 B% i, @  H& k; R功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
  J3 F7 e7 C; P. y  n& W9 k; B

4.3.3 输出过压保护：
- A! [* g8 d! p* N6 l9 [
4 }6 N! l5 a. s* T% k- X# _% r; [短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
2 D( d$ A, z, L$ Y2 Y
6 _2 G6 c9 F8 M4 _

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

2 h8 _. q: ^8 |% ?$ O% A$ @

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

+ i4 ?( @5 e0 X: q% e4 v4.4 动态测试：
# _# D4 S6 a' X1 {5 y9 f
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)

  s3 L7 T% d+ }+ f% H" D' N4 D) b2 e

AC90V 5ms

/ d5 n) F7 p- Z- @# a' d

AC90V 10ms

1 m' H6 m4 M- {

AC264V 5ms

4 B! \7 S  X3 M2 x

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

8 l$ G! k) _+ J6 @; [

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：
& R  h% o# k' {/ k
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
7 Y6 i# K5 A! M1 M+ K  e. X
1 g0 z' I3 m  o9 Q( }) ]

AC90/60Hz，100% Load

2 {; s( w5 y3 {4 `7 K# P

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）

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

5、EMI 评估测试
0 k. Y3 o' ^  U) F
测试条件：
( w+ b9 F3 n1 [( D6 @$ n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）
2 n& p6 L7 H0 a4 _: a% N8 l9 o0 Q

AC115V/60Hz 传导 L 相

( @) ~* M1 x  V3 _- n8 n' |8 D

AC115V/60Hz 传导 N 相

) x  b; c5 G& m5 C) Q) s6 n

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

# P) X9 g: i) k- S

AC115V/60Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试

4 h% o" Y" A; `+ T