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

: j0 S  A9 V! y7 [2 S7 f8 R3 N0 f; |
1 V, _8 O. h. [. P" I& z4 Y) 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。

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 F6 W* B$ q5 d
1、样机介绍
( N. D9 G" V2 c2 ]$ q% T% t
! ~* L+ I+ }; c& d/ `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。

+ s- f! v  u  |+ C' d1 J+ J

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

. `5 G& B' N8 q2 L: T  Y2 [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。
2 L( G8 S, m5 N% {2 }" a
芯片特性

● 较低的启动电流(大约3μA)
4 F: Z# N8 @: O, Z7 W
! ?* b4 O3 Z; O- s● 内置软启动减少MOSFET应力

8 E2 S! X% X: |" _4 S* \● CCM+PFM+QR控制模式

5 ~) [. }9 N, S; f! W! j; `: s. q1 t● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡

● 内建频率抖动功能，降低EMI

● 内置65kHz开关频率
7 ?( `! @2 g1 B8 x+ i
● 轻载降低工作频率

● 可编程外置过温保护

) z% f8 A7 v, s1 O● VDD过压保护和输出过压保护功能
5 D- D3 R6 W5 U, F8 ^# ]" i8 }3 }
: z3 H; K) W8 \/ ~- H● 内置前沿消隐电路
* f" I4 q" s) r$ g
● 内置输出二极管短路保护

● 内置过温保护

! P2 N8 G9 x2 [3 `3 }● 过载保护
5 l0 J- Q( y5 o- |, G2 ^" ^- h
● SOT23-6L封装

+ ?4 q9 Y! U8 n! {3 l0 ^基本应用
7 ~1 u3 q3 e% e7 B" H
● AC/DC适配器

● 电视及监视器电源
$ E" v$ c) T0 a$ V: I7 ~
: e4 j. }7 _+ X5 W. e6 g" o● 充电器
& p2 C2 _4 k3 i7 o' n
● 存储设备电源

典型应用

$ a* N6 @9 k) x: m' D

管脚排列
) I8 R9 N1 I9 U) j5 K, E% n
* F* g' e4 j; O) D8 l
% Y: ?! T/ _( Q

管脚描述
* S- N9 u1 w' G

CR3012

芯片特性：
" a/ S( ~: B% [' Y2 \' k, G+ Y8 v
6 T4 S) h7 f% R$ [● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
* K9 d4 k* L% A' G8 k  X● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
0 m" e* u4 Z3 T) I4 I● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。

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。
$ ~5 L/ ], X. V& r, `7 D
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。

& H1 c' z, W  Q' ]2、样机特性
; P) v1 j5 y3 j# S% d
6 F* U8 y9 Y- t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。

2.1 输入特性：

" ?' `) d5 b9 p3 `2.2 输出特性(PCB END)：

6 r$ A3 v9 @1 y& ^2.3 整机参数：

& j4 o! T5 {, y% T2.4 保护功能测试：

2.5 工作环境：
- b& r5 z* e5 B4 z

2 o2 ~( Z  I7 q) u( S2 M2.6 测试仪器：
4 _' X! ?9 V+ \4 N$ H0 s0 w

6 D/ B$ u. p0 f4 ~- h- D3、样机结构信息

5 _% b) _; Z' b, d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。
, t  i! [+ ~/ \9 t
3.1 电路原理图及BOM：
" ~: I, X: x. p& |0 u
3.1.1 原理图：
9 C* ^4 q! g: `$ k
" ^. l& l6 S9 R/ `. o5 a( d/ Z" |

3.1.2 元器件清单：
- n) B; X1 n  p2 v

! q5 h0 W. e) Q9 w3 h) y$ b& _3.1.3 PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局

0 A& Q  J: Q8 D9 x5 c3 I3 [

PCB 底层布局

* S  ^( y# {8 g- \; ^

PCB 底层布线

4 s3 e+ f: K! h8 q$ ?3.2 变压器绕制工艺：
" y) Y3 |2 x6 `8 n8 M3 L" X: E8 Q
3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

  \8 u" l' T, I# |4 f

. _4 v/ U% n4 _2 U6 J3.2.2 规格参数：

1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
& S8 L4 d$ q4 K. g2）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；
( n4 z- k1 Z# G7 m3 c4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
$ f6 ^, G* m2 M5）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）；
* B2 w5 g* N; b, D  c7）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；
9）成品要求：浸凡立水；
4 X+ B3 v- q" `& F
3.2.3 变压器参数:
& O% M6 r6 z2 R# w4 k* N3 u6 W

; B+ v+ G, J9 w4、性能评测

3 l, g, H. M" H6 w. E! e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。

2 c# z: X! `; \, c5 c. @  a4.1 输入特性：
: Q7 c5 M3 y. b% Z: w' X
& a9 u6 g7 W% M/ N9 t4 U+ h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。
4 g* N; f! r7 C' K) N; v
表1 待机功耗
3 f# ?5 K& J1 Z+ S

/ T3 L) z" {% r" a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）

. Q* W* c( q% R表4 效率测试（PCB END）
) z' |6 ~- w* A; j

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 ）

" Z( U; J( W' p' f0 y4.2.1 输出电压纹波：
3 Z) L" D; T) A- j; z2 q4 W
3 ?0 O2 b9 P' ?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。
9 j: h9 ]8 Q% g/ z% P
: C& w! J* r$ N8 f: n/ ]3 `

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

$ V! Q, I0 B9 X: j% P3 e; H

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。

( j# k4 w. }$ Q$ v8 ]; S4.3.1 过流保护：

+ H+ j* J! ~% |! r  ^: ?) Z4.3.2 短路保护：

8 O8 I) b. s) A+ m% @功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
# X# J# z/ J0 Y

4.3.3 输出过压保护：
: B5 d- Z& E, a; v" B, `
短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
  s% n4 @& h% z8 e" ]

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

  l  G, f) j3 n) c& L+ W3 Y4.4 动态测试：

) U0 R  c; n' i+ g1 x/ Z8 s. g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)
2 [+ D$ v1 C* I: b4 J! F$ T/ w
; f9 }4 ~0 f$ z0 r0 |( Z! Z

" j/ \: C2 b( u9 |+ J: i

AC90V 5ms

AC90V 10ms

/ [9 E$ ?. ?. a$ `+ y

AC264V 5ms

6 ~. O" w& }; |$ Q' T* C& u* Y

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

; X3 Z, V6 _: A

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：
$ d2 V5 R3 _, N
* J& j( A2 ]2 v- W初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
  ^  e. S& y! P  X- H% [
( Y. J# c# k3 l& L3 s* ~

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

' y/ K; N& k& q/ U- W0 K* ?2 o

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

# ^7 J) X) G0 M次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
8 E+ {# x; J/ ?/ j& r

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

: c# }9 |6 f( r- S0 Q6 `7 }4 K4 z  t# }

AC264/50Hz，100% Load

5、EMI 评估测试

测试条件：
. i: N: c) \6 u) K! m输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
) T4 H% r8 X' s) `: ^1 D( m1 C限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
5 m! ^$ i2 j7 w* |' ^, i

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

AC230V/50Hz 辐射测试

. w9 i8 q+ F0 Q