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

( A, H' V$ ]# ]. x# W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。
0 b) U+ J) F, E8 Y1 }3 x& Y
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。
- m6 h8 R6 M9 |( @- H3 d4 G3 b
- [4 @* k7 o1 K6 Y" s% X1、样机介绍

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。
( ?: D, B6 a+ t8 \& D

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。

  q/ L4 C+ t  R, E- K/ a芯片特性

● 较低的启动电流(大约3μA)
9 V+ v4 |$ G1 n) S  N. j
  s- u4 y' `$ i% `& j● 内置软启动减少MOSFET应力
+ ?1 P$ B! F# l9 a  @. a3 c
● CCM+PFM+QR控制模式
. Y  v0 Q+ M8 {2 y
5 d$ ?4 c3 p4 V) t7 e● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
) Q6 s* v& Y" S* w
- U& W+ c) ~& K/ B  |) e1 C3 e$ }● 内建频率抖动功能，降低EMI
8 p" v  v) R- t
# d! j$ G9 K$ _, [4 ?● 内置65kHz开关频率

0 W) i8 q( x( n$ C, O: V/ x● 轻载降低工作频率
. v. g! V4 }' m( H* o
6 V& \+ ]9 Q2 B) M● 可编程外置过温保护

● VDD过压保护和输出过压保护功能

% @" W5 m- a9 H' a+ m5 f$ j: |● 内置前沿消隐电路
2 Q7 M1 q: `3 R( {
8 Q, z0 M3 G8 ^. k, S● 内置输出二极管短路保护

● 内置过温保护

● 过载保护
$ j. s2 P! I+ L* ^( U4 t" @
● SOT23-6L封装

基本应用

: n$ i' ^  A" K5 o$ z* Y; f● AC/DC适配器

$ m" m6 x. R' `● 电视及监视器电源
3 L3 p" r* l/ N7 Z( X3 `6 b
● 充电器
1 _, P3 k* E( l& ^7 E" A1 x
+ {' V7 k5 W2 b8 l) }& T& `● 存储设备电源
5 T, ~4 Z8 L7 Z9 E9 Y
典型应用

1 C* v  b$ ?7 B- S9 B" N

管脚排列
4 I' f% a( o8 C7 A

管脚描述

CR3012

芯片特性：
0 v/ B% x% [! o* W' D( [/ R
● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
; O: a( h# }! 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。
6 X, B% W  Z* _1 m2 J1 v1 G) Y
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。
& {2 Z* Z, L5 {- T
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。
, Q! f1 g, w3 L5 I$ ^: n
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。
$ }# w# Q/ v) v; D/ J
# X' y' u3 u; e2、样机特性
2 ^: U3 z6 j( e0 E, M
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。
" n, B, O6 C/ n2 z& g! X
4 N) k; [* `! D9 T5 v2.1 输入特性：
9 U4 J4 {1 F8 T. D; X

& ?5 ], q2 `5 R- ~# J2.2 输出特性(PCB END)：
  J4 U% e% M3 }

2.3 整机参数：
( f$ H; w1 c5 u6 _

2.4 保护功能测试：

5 W8 R# ~  L! V; b6 X: U, R" y2.5 工作环境：
/ D- U# |" r8 [; G: Y, c

2.6 测试仪器：
" E& L2 d! O- Z) b

1 }/ j* A; Q9 A2 p3、样机结构信息
3 U# I% B$ \' }+ L% {7 n3 ]
! z" [/ A. F& f6 |# V- z1 j; ^- P" \2 Z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。
9 _" D6 g* d' [4 O" [. h  L% `: P6 W5 D
% {: @% l% q! x, ?& K: K3.1 电路原理图及BOM：
9 Q& P$ @# p' ^
& ]7 k* P  j) }& W: N3.1.1 原理图：

3.1.2 元器件清单：

' i+ \% p7 U# S+ d4 ~# C

3.1.3 PCB 布局&布线：
* p( `3 |' k1 D( v

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

PCB 底层布线

3.2 变压器绕制工艺：

. h# k0 g, j/ V( _0 v$ H3.2.1 电路示意图和变压器结构图：
. {* o& S2 C) A/ e5 H3 y
6 n8 S' n3 y% d- d0 q0 A% _2 G5 k

3.2.2 规格参数：
( g9 ~1 n, l  _- C/ O/ V
! W; }! @8 S( [9 ]! z+ Q2 [1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
+ o4 Q# h% G- d( j$ k$ K2）材质：TDK PC40 或同等材质；
" t/ d- g1 t& M) }$ U) F3）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；
5）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）)；
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
- n5 z# m$ m- f) `& e, ]! ~+ w$ M9）成品要求：浸凡立水；
8 Y3 A( h) \$ J" N6 Y% @- V/ ~
3.2.3 变压器参数:

9 Q" U8 A& L. }# ]5 a2 F$ U4、性能评测

  M+ r& f% k; l/ C" }. F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。
' o0 |+ J! W4 o0 V
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。

表1 待机功耗

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性

% K6 I3 ^" o, z$ F# {1 u4 p表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）

# U, _* G- ?) j6 \表4 效率测试（PCB END）

表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
$ ~! U4 p* W4 G- Q

4.2 输出特性：
  l6 q. ^$ @  }5 I' T
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
* e9 ^5 A9 [+ M0 a3 v+ b5 H4 W1 s

4.2.1 输出电压纹波：
+ j- a* l5 X, B' k, D: T
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。

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

2 B- K: C- n1 P" ~) W3 L

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

* A6 m. Q1 u) B$ M" U' P

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。
/ z# a, V2 i" z
) J6 `. M' T4 b6 E  X- l  b; u0 A4.3.1 过流保护：

4.3.2 短路保护：

2 m$ B& l5 u: g- o$ l功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。

4.3.3 输出过压保护：

短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
: n4 o# C4 s- D8 |# ?

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

4.4 动态测试：

, h+ a6 P/ ?5 u$ Y  ]; |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)
$ A5 O/ V3 [% k3 l7 k! S
; E6 Y( N" k* p. i7 u. `  k

AC90V 5ms

AC90V 10ms

7 e! ]' m+ t1 A/ z( o! M+ \5 E  T

AC264V 5ms

8 ]& W5 `% V" C

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
/ v, {; s8 g1 C6 m
' ^+ d# Q0 u9 g

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

& S, z, p* K1 {4 Z

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

% p' L1 j0 `$ f. q  Y" }

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

1 n2 b# {1 d5 f, i' P4.6 其它重要波形测试：
" y% M* A/ r7 t6 T9 f  w
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

7 u/ `7 j( E* k0 ]# i/ e0 {8 n' {; P" i

AC90/60Hz，100% Load

( D* E8 R* L0 [; ]# t+ J2 C: [; o

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

; m, I2 m. m7 m9 }

AC264/50Hz，100% Load

7 \8 c% d' F3 ?4 [* y次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

& L" y' }8 y: d9 O! i: @

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

- f- l; t, _; @1 c% n: L2 g5、EMI 评估测试
3 n3 j: B; q; c
测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
* X: J% o- b5 C1 }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）
5 q- S. Y6 S1 t/ {3 l
, C) t$ e7 p9 T( K! ?: Z

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

+ ^2 s- c4 i0 L! y/ e  s( y* x

AC230V/50Hz 辐射测试

4 |, |6 s  `7 t# t8 l, k' P