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

/ P3 T6 A9 e! J3 A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。

7 H% V9 ^- J) Y) n5 `1、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。

  {1 y3 v- ^) V$ M! e: K2 ^* B

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。
* _6 Q- V& `4 H  B' Z
芯片特性

● 较低的启动电流(大约3μA)

/ h2 J) X  b- K% ]0 F: V, D/ T1 t% g● 内置软启动减少MOSFET应力

  w, ~" L) j  O) r$ b  g● CCM+PFM+QR控制模式
1 d4 d; f3 L+ f6 L* h% m
1 W5 C3 O3 f+ @0 F+ L● 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
0 U- p7 s1 w2 q( Z+ f  O
' j" H+ W" S  C6 `1 X● 内置65kHz开关频率
( e' x1 e+ [3 o; f5 ?
9 o% c4 \: g7 _/ F5 n* R● 轻载降低工作频率

● 可编程外置过温保护
; h1 @3 q( ^( e! U" _
● VDD过压保护和输出过压保护功能

6 p, c6 i2 x2 T$ R1 H& l2 k9 b. k● 内置前沿消隐电路
- [" l( p2 L* l
● 内置输出二极管短路保护
! C8 s' y2 o  g
. T% x; C5 M, K5 S● 内置过温保护
3 ^, h; a. Q2 J. Q6 v2 @9 m
● 过载保护

* z2 {/ n- F$ Z1 A● SOT23-6L封装
  G$ }8 x$ ?* i) W2 ^. ?
8 F, z" t, v: V5 y3 k/ T) _基本应用

● AC/DC适配器
0 }+ j2 c& G' O4 f1 Q
● 电视及监视器电源

● 充电器
1 |6 x6 V6 y/ a. k6 \$ q9 P- S
● 存储设备电源
( i+ v7 q5 y# V. m* {' V  }
0 P- F& h" W! G/ H4 j- {  ^典型应用

! {4 T- [& ~5 g6 U7 N; J: L$ z

管脚排列
& B% p+ B& u- }; d
9 ~  X1 X/ ?# v2 o, z  v

管脚描述

CR3012

& A% \. S1 `( n芯片特性：
5 G6 I) x0 A& I. k
( ?0 U1 t" _( W4 c, K● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
2 N- q# g1 W0 J. E/ r% H1 O● 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。
# w" T+ w% D9 U& i: ~+ F
+ k( Z, R! O: C/ B+ _1 v% C- 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。
, ]' q3 E4 C6 \* J6 O. R
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。

- D. K' g' Y% e# b2 D1 _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。

6 e' ^- A+ c# M' e3 c4 ~0 X2、样机特性
/ X" i7 |  s+ Y# x
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 M' G  t9 _" p( U: O5 y
2.1 输入特性：

" X( G: `* F& x2.2 输出特性(PCB END)：
/ c" t' a, B2 L& p6 O

7 b6 q) z1 h) ]. d% z: n% v2.3 整机参数：
  [, \$ a$ T+ H2 `3 X, `! e

2.4 保护功能测试：
' j  f' y: H- e) u+ s- k+ }7 F9 w

2 r4 N+ n7 y3 h7 |2.5 工作环境：

2.6 测试仪器：

3、样机结构信息
- Y& h6 b" l, l' ~
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。
6 G+ w8 E/ x/ w% q: _! [
3.1 电路原理图及BOM：

# d# m/ E+ T. Y. H3.1.1 原理图：
( M: }  L6 T, A2 t  e1 b5 ]

3.1.2 元器件清单：
" @6 ]9 \  E+ o& Q* j

0 y$ q& d; k1 d4 q, V) [4 O3.1.3 PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局

  e) ~, [  N. Q

PCB 底层布局

8 b. C, U) o% b

PCB 底层布线

3.2 变压器绕制工艺：
( ~3 g2 `. M" E/ [  K! F
3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

3.2.2 规格参数：

1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
" p) b0 O3 a* O/ d9 z( [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；
" g( x6 h+ @, ~6 D. i/ t0 [$ z4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
0 |9 n/ r- F7 T5 @# h/ x4 }+ K  F5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
( F+ N0 E2 b/ O6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
4 m) }8 L. H0 b. w: Q7）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；
# C' k5 ~* Z0 m! |3 L9）成品要求：浸凡立水；

3.2.3 变压器参数:

0 m! K4 a- Z0 b( ^4、性能评测

( q9 z5 I, L7 W* \2 M6 H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。
* U& y" M- x! i: _- W# w
4.1 输入特性：

1 Z$ W/ b8 \, x( Z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。
3 T2 \$ y. l4 `! K' b
表1 待机功耗
0 a, R! d6 K9 M4 K1 ]- t( u

# k# w" w( ~' F1 g表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
2 s2 N; \9 d' \. v5 U1 T

  k' C% Z1 o, Q& i+ n表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
- R- s8 A- H) r3 v, E

表4 效率测试（PCB END）

/ ^. X) A: |; [0 G5 ^5 b表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

4.2 输出特性：
! s) R7 i; i" c3 D$ H1 }9 _$ {" K+ e
0 n( G6 F! u: _  I6 d3 K4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）

9 l3 R. A* v0 K+ G* m4.2.1 输出电压纹波：

& q2 u* [8 t# @' T4 q' p/ ^$ u- y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。
* j" a6 ^& ?) p

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

6 B/ U7 c+ j  O4 z2 `# H, A

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

; M, Y! y* @9 u- @5 v; e1 c

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

4.3 保护功能：
) ?8 c: d2 g8 G0 U# \0 A. f
8 |  T3 H1 H& ~$ f, f以下涉及过流保护、短路保护的测试。
$ T. k- }6 G, ]
4.3.1 过流保护：

6 M! n  T! `: L4.3.2 短路保护：
+ F2 C* J( U2 P5 k9 K
; I& D: u2 [; x% A' B功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
, \% y2 |+ V& N+ P, w) Q0 \& D( J& @

8 T" C) S. k$ K4 m/ Q4.3.3 输出过压保护：
. h7 f- i) _/ e9 d! m5 G
* f/ [- \6 M0 W, Q. @短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。

3 Q3 X4 l$ K! |* R! V

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

  O+ a& B$ d) o$ _7 S9 y2 b4.4 动态测试：
6 ]  P# Z# d  ]
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)

7 \* V1 n1 c) s+ r0 E

" i7 o' T: m+ q/ @

AC90V 5ms

AC90V 10ms

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：

# r  @7 N% H+ S: o/ K$ X

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

7 V- B: ~' y! C. ~  c5 n, T/ ?! x

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

1 [  v& S% x% V( ]; t' Y2 U! X

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：
/ O9 Q* j  l) I5 g# ]
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

+ y1 K: A3 Q. l. I0 }  K

AC264/50Hz，100% Load

2 X3 a& H( M; Q2 v2 f: [" s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

9 N1 f1 r- ?  z" L3 m; c

AC264/50Hz，100% Load

1 Q8 E  o: E! }5、EMI 评估测试

  p3 r3 r8 o8 v. m测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
! [! J) l: G4 L+ J8 K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）

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 j9 o# U( F8 |' Z

AC230V/50Hz 辐射测试

9 g2 b2 _' `" W$ Z
. w$ X5 ?9 d7 M