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

2 P. }0 y4 w: a) m- b
1 s" a; y/ J% p* {( P: ~3 x+ D- K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。
7 K, ?- o/ ]; `: }+ `: F
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 t- i# M$ ]- M& b, t1、样机介绍

0 i: g1 e9 d0 S; P/ e' L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。
0 z, C0 a) i2 G! E$ _& U5 K, @
& G: i0 P/ D/ n: q+ _, o

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

6 p  |! z2 p6 L1 U) y" x; W# }; 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。

1 _. m3 [) r* B2 O) s( ^. x9 l芯片特性

● 较低的启动电流(大约3μA)
2 d8 ~2 A& W" l/ a1 T8 R4 d5 g
% d2 b) F% L' b; w. V; S' h● 内置软启动减少MOSFET应力

● CCM+PFM+QR控制模式

● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
3 Q; ~1 s5 i. E# _8 _
# c& N9 J- w; _- M● 内建频率抖动功能，降低EMI

) h0 D4 b: z5 t. A0 N; ]+ t● 内置65kHz开关频率
6 V+ p- G( y7 a# i- H* s
● 轻载降低工作频率

" `0 B4 H) }* E( A$ |3 O! ^: m, u● 可编程外置过温保护
7 W' w$ u& ~% v% G) A
● VDD过压保护和输出过压保护功能
0 z3 @1 ]7 y+ W9 v0 r
4 m5 U6 b; f$ j- j+ r● 内置前沿消隐电路
- i+ Z7 w6 |, B8 {3 s$ V) c3 H
● 内置输出二极管短路保护

● 内置过温保护
! }) U: _! I6 s
' J( X* p3 W9 B1 Z● 过载保护

● SOT23-6L封装
. z& ?5 K1 r' I. X
7 l# ^: p, u( l" m( u7 s1 v  X, I基本应用
' ^3 Y4 s/ b0 j; w* `
● AC/DC适配器

● 电视及监视器电源
; B  J. q2 |9 L# F8 o
% o7 `9 a' o' ~8 r+ X. p● 充电器
, B1 h; o/ f+ X; e1 H$ i
" q% f3 `* `8 ~9 X- l8 d; Y5 @● 存储设备电源

; t5 ~0 v5 }4 Z1 r, L; h' T: p典型应用

管脚排列

管脚描述

CR3012
+ i, T# e3 j  m1 t+ \2 [- w
& [7 r4 e* Y) x$ r, J/ B" w* V芯片特性：

# _4 ^! N; Z1 y● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
, }# p, @% Z9 ?: ~- `● 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。

4 r- p' O5 S6 [  y( J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。

* [$ J& [5 i2 Z# q* c+ U* 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。
9 ]' W, O. b( |9 i
" l) S0 w0 K% c( |& {# ?7 e3 ?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。

4 ?2 U' N6 _: A  m3 N5 ?4 Y2、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。

! a0 `1 B+ T2 @+ Z9 b% u2.1 输入特性：

5 S# E9 s7 |& _: m2.2 输出特性(PCB END)：

+ H" |  j, b9 t5 M: N' b2.3 整机参数：
4 ~7 U3 v5 t" }) j1 k/ R7 K

* ]. w9 e0 j  _+ W+ v2.4 保护功能测试：
$ s! X( u; V7 K/ h, v  J. I

2.5 工作环境：
8 ?4 `4 d. X2 v, z: r9 K6 }

2.6 测试仪器：

9 |' L8 x; H7 y! z2 c1 K+ q& _3、样机结构信息

% `0 X* ]& _- h4 O; F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：
- C. k' T& q! g. E: ^$ ?
3.1.1 原理图：

3.1.2 元器件清单：

5 b# w7 u& ^$ ~9 K" t( B5 \

3 x4 E: |9 Z' }3.1.3 PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局

* g. }! y0 X$ ^1 i8 Q

PCB 底层布局

PCB 底层布线

3.2 变压器绕制工艺：
# o9 a8 v& ^4 g7 e* F
( w# F/ b2 T( }2 y. B3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

" U" V) S9 H) e

3 J* o; m( l' H3.2.2 规格参数：
1 H' e+ S( V) I" `
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
9 F/ y. K2 i+ e1 j3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
% e9 r* L' q3 I  c6 b5 U- u4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
6 U, t) @* D* i: ^# r5）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）；
, ^5 Q, M: p! s/ I4 S+ }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；
( _* \# K6 o# ]! K+ c0 P9）成品要求：浸凡立水；

3.2.3 变压器参数:

8 m: A5 C) e. _3 O6 x+ J7 B* J' `4、性能评测

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。
0 g6 a1 C1 o: B1 ]
4 j7 S& a. F3 f5 {' ~% c! d, f4.1 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。

0 W7 [6 h' Q* ?% H表1 待机功耗

8 N/ T  c' K$ T' s$ C9 q' q" e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）

; d( `% Y$ x/ |/ U表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
/ a' W! X1 d7 k$ |! f9 X

1 ?/ P0 L: ~# f- y4.2 输出特性：
. I. g# v% u9 C& X
* \+ k8 S2 v4 L$ x( N4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）

4 x* w; |8 C, Y0 T8 p4.2.1 输出电压纹波：
# T* a- f, X  V+ k1 s1 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。

4 u) x' m3 m7 c5 w1 e: S

# U" ?$ N/ B' g. h2 n  K

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

2 h/ s: ]6 k! J1 i0 L7 k& g' T% F

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

5 X& P* f) C0 |, C6 C) e) @1 m' }

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

4.3 保护功能：
( n9 k* C( Y# o9 e5 A! @
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
6 O' j. E6 B3 o% f2 x& D% d0 J
4.3.1 过流保护：
2 C( q/ i# @8 g, G9 ]! I& w" w( M3 g

4.3.2 短路保护：
- g& q4 y" z7 @# X/ `( F. ~
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
2 ~# _) K$ ]# L* Z& J7 `9 P* n

: H6 |% P' }$ w* d, ~0 Q# T4.3.3 输出过压保护：

5 R; K% c& a6 W+ c" S8 ~短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
$ n9 V  k. N, C0 {# l2 v9 w" r: v
' k2 k, a+ s/ K

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

6 \$ D  K, V: j, j5 K9 t/ o& F

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

4 h) Y9 e7 I& z9 j4.4 动态测试：
( X. q+ M6 ~5 p+ f# Q
6 g! Q- M  j3 I, K) u# x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 d2 c( N  W% @5 |

AC90V 5ms

AC90V 10ms

AC264V 5ms

0 S# |4 B( k! Y# X- Z5 e$ Y# i: Y

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
1 z0 Z3 R: E0 J, Y) m- o0 ^

6 g8 C8 \8 b2 s. j+ m5 K! N: k

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

" Y  B1 }: T( {: i# l2 B: H

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

8 q$ T& @0 H/ p, Y4.6 其它重要波形测试：
4 U  A, G/ [( w, Z1 s/ D
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

7 O5 A( G: N! q! p  V7 @9 M$ a# n

AC90/60Hz，100% Load

7 n) P# z/ x- i& Z

AC115/60Hz，100% Load

- w. o  v0 q& f: f9 a4 S4 l* D& U% F# @

AC230/50Hz，100% Load

% ?$ G. V3 q* F" }1 _/ F9 N

AC264/50Hz，100% Load

次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

5 d" t4 Q3 _( E, A

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

- K% A$ v# c% Q# W. e5、EMI 评估测试
. n: V$ n, c3 E( K( B: J6 T, T
测试条件：
% |' H- x+ o) c& [  v* Z) s- }4 ]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）
- `( V- b/ b, b3 {1 F

AC115V/60Hz 传导 L 相

" M8 o5 {' C( n

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

# P2 A9 W, h8 v; d

AC230V/50Hz 传导 N 相

8 g  v8 j+ ?; _  ]  [6 [8 A

AC115V/60Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试

3 L' n( P4 e5 \9 b# h! o/ j
0 [. u6 e+ y; _/ A0 f