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

( Q& U% z9 ^/ d2 \# O/ i) W/ u- O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。

; z# \$ \3 D' Z- ?/ K% {( r8 |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。
8 A+ S' {+ ^- [: Y5 R/ i7 O9 R
1、样机介绍
& a* B, e( a" z, [/ Y) q7 m: }. N
" u' \1 Q; @. z3 k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。

/ T1 F. \* m. I) y9 |1 A+ f0 f

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A
  D" V6 c# ]# N& c* X
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。
4 ]( J( H2 ~# ?' b1 z: ~
芯片特性
. a3 r! O+ _/ I) j) O
● 较低的启动电流(大约3μA)
6 v' ^! k6 P: A. |  z# A' B8 H
● 内置软启动减少MOSFET应力

● CCM+PFM+QR控制模式

* o7 c) p0 P5 F" a( \' V, f4 ]● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡

# T! }% [+ p/ M0 ?0 ^' K● 内建频率抖动功能，降低EMI

0 \. U9 v2 F$ ^$ X, A● 内置65kHz开关频率
) ]7 r3 @6 z4 H% {2 x
8 Y7 p+ j6 U) q! P● 轻载降低工作频率

● 可编程外置过温保护
' i$ a$ B% E3 d6 \, D
6 ]4 @7 n! |+ n# t- L4 Y6 `● VDD过压保护和输出过压保护功能
' a  p. n  r* Y  l
) ~. }8 E. o2 h7 a2 i" L; k● 内置前沿消隐电路
7 n- K1 P$ ^- D2 q. a0 [
" T" r- g( T- i3 G6 G; Y7 k● 内置输出二极管短路保护
1 _+ t! v# W  n' L! R
● 内置过温保护
' q- l2 J: O  I% ?4 o$ J+ X
● 过载保护

4 F# K& b, Q+ P9 d4 `5 b: V● SOT23-6L封装
0 p& u. W3 p& N# `, a5 b
基本应用

/ U. m6 _1 ~6 e, ~● AC/DC适配器
& @5 E5 l" j" R  A
' u" V! I3 V1 b1 c. \● 电视及监视器电源

7 c& d  w; e* z9 f● 充电器

0 K' o' T8 R4 e$ i1 t● 存储设备电源
. B3 t. [: D( y7 d4 t3 R" F
! @8 ?0 V5 C! a+ |! f典型应用
: z/ I% h/ ]( l8 ~  [

管脚排列
0 b# Y! b# f! J& f3 W6 L
7 u: W# y) U9 h9 P  b
: M5 N# p2 n" T# w

管脚描述

CR3012

% O- Q9 C% f' H' W9 _4 _# F! r芯片特性：

● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
( V0 m$ p. p) Q  y; O● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
9 T) r- L2 S# X* W1 R' C9 P● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
, {# t9 _$ v5 Q3 S
+ ^0 f6 O" d2 }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。
  T1 m& v& r( o" T9 w& ]) i
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。
- N4 K( Z; r$ C5 B0 h/ h3 _
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。

  L5 S/ h) }/ Y9 n) ]% a/ |; u- c9 C2.1 输入特性：

2.2 输出特性(PCB END)：
7 x3 f0 Y! G3 L6 j4 ?' O

2.3 整机参数：

2.4 保护功能测试：
/ U* p$ u! m, ?% T

2.5 工作环境：

2.6 测试仪器：

: `+ v' S$ m4 `- |7 E9 D5 c1 ]3、样机结构信息
$ g) D6 R0 d% X( t: T4 W( y
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。

$ k) K. E  m( L$ d. X3.1 电路原理图及BOM：
, I0 y- |8 x, C  L1 ?1 n$ l8 \
7 m2 O8 [; l2 z  ]  a) W. V3.1.1 原理图：
5 R9 _8 O" ^2 E# W' C. L3 \
+ j, V, A2 o# V( z3 U) B3 h

3.1.2 元器件清单：

3 t% H# h4 k# Z" _% m; J: t/ [

3.1.3 PCB 布局&布线：
* c. ]1 A4 g3 s! {$ B0 Y: w: G6 ?

PCB 顶层布局

3 x) ^) ^8 `9 B! O- k/ \0 K

PCB 底层布局

" `5 M* X1 K5 [1 P9 j9 Y- W/ N

PCB 底层布线

3.2 变压器绕制工艺：

9 Y8 E/ E9 f4 ?$ `& ]* {1 A3.2.1 电路示意图和变压器结构图：
9 u/ |) _0 Z+ I' j3 q9 [" O% ^* B
# q# X" [+ S6 j, t

/ C' g4 O2 f3 _8 A3.2.2 规格参数：

1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）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；
( p! P, w! ^8 ~. L5）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）)；
+ Y4 m, O9 F5 S0 [8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
1 c7 n# {1 Q0 k% @8 R3 c/ m( l+ A9）成品要求：浸凡立水；

$ {* S% f* s& [3.2.3 变压器参数:
& O# v- ], [- ~$ _

4、性能评测
# M& W3 b0 g/ J8 D
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。
+ f0 e4 A! s+ V
4.1 输入特性：

6 s' P; Z, r1 f8 M  X) O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。
% o1 B$ |8 B2 b' n- ?3 u$ h
表1 待机功耗
6 j4 ]% E) {1 W& _3 d

, l6 F9 I% g5 X6 r0 {表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性

1 ~$ _2 `( I. n2 C: ?: [* D5 h表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
) x( G" g! v$ z& W' Q) C

0 B% O8 }' U& k表4 效率测试（PCB END）

/ q! c% Z* _# k6 I. }4 W表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
9 {2 R3 T# X2 H/ H8 {' @

4.2 输出特性：

' t4 g6 G2 Y8 ~+ f9 F9 y4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）

( e4 n( O5 F9 S$ Q8 h4.2.1 输出电压纹波：
2 X$ K  c0 W! @8 l! I: l) E
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。

8 {4 p) w4 n6 r+ ~

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

" r2 L' f* j3 p

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

4.3 保护功能：
9 q! l' E* C9 z. e4 w0 i
, P8 h" a2 S' x0 p6 u$ j以下涉及过流保护、短路保护的测试。
% a$ A% Y" ^) C2 i
  q" r. v) y2 f: r  @& S4.3.1 过流保护：

6 B3 \( t8 u8 |1 [2 @$ n, M; q* U: O4.3.2 短路保护：
4 M& m4 e3 l3 \6 O4 z6 P& ~! a' ?  K
4 ?! s, C1 [8 E  N2 t功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。

: W6 V6 q5 Q0 h' }2 C8 ^4.3.3 输出过压保护：

% Y) o6 S2 h& G- ]  J短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
& Q8 C6 t% B' e7 K' w
7 b$ Q6 S# Q' H$ n% b. |2 u8 C. G

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

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)
9 ?' E/ F- E! Z* l4 e, h
# |3 H. q% D5 G) O1 k

) q) f9 `; c6 o, \

AC90V 5ms

AC90V 10ms

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：

, F$ I& f+ j4 D+ V

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

: M4 |9 @0 n, ]8 q, F

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：
* i' b: J% x( \: _3 L. g/ Y) z9 j' q- B
. f1 L3 [6 P$ j  `" q( ~& W% Z初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

" t" L0 r9 {: D8 m  v2 r3 b

AC115/60Hz，100% Load

- H+ w' w+ j" H: p: B9 }/ H9 }

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

# V, n; y7 u# g次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

7 n+ N- S" v# L

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

5、EMI 评估测试
- Q/ r8 l5 o. s
3 ?0 Y, l1 L: r测试条件：
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）
0 z: Z5 g/ J; i1 Q7 _3 a! u/ N
9 o6 l# d+ q0 c

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

5 `1 a$ O* L- t  a

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试