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

: G7 q' V0 t: T! W1 m* P
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。
" l; d! C0 R" Y6 x5 h8 |
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。

) E/ g4 |5 z3 {& E1、样机介绍

& K8 o7 R: e4 \4 h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。
: M' w$ \+ c* t

% y' j2 m$ |5 u5 |) W7 h7 e9 }

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

" ^. X/ C' v/ m, u  GCR6890A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。
, B# S( b! K4 d# G$ ^
芯片特性
" d- j. S' F( `! ^3 P
4 K2 Z- ~2 r4 d: U2 v$ E8 G● 较低的启动电流(大约3μA)
- n$ r  g4 A/ f) B- \0 o3 U: }
' ?! F+ p9 s. A: r8 l. N+ z● 内置软启动减少MOSFET应力
" `! l( |8 l" k" F/ |# p+ m
1 G/ F. v& P2 @( g- \# T$ g● CCM+PFM+QR控制模式

' Z  V- l2 F5 ?+ X● 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
+ s; d* F4 e  Q4 c, c- Y( n
● 内置65kHz开关频率

) }: y4 k; |) s5 I; T* Q1 }● 轻载降低工作频率

● 可编程外置过温保护

- h( a1 n  \- E  L% c8 l' v1 A8 }; u● VDD过压保护和输出过压保护功能
- U; T( M) v- H# K5 d9 i
● 内置前沿消隐电路
1 }1 T- U" f& a+ I( C0 B
1 D, C6 K/ ^* }' d● 内置输出二极管短路保护

● 内置过温保护
! B) I4 q+ \; q, T8 j5 _' V* [
● 过载保护
. j. [8 j7 [3 E" ~9 l3 e
/ g# |, J6 I; i( t. {● SOT23-6L封装

5 t+ U$ t2 C3 a! V6 S7 Y基本应用
  k5 k+ {8 p& y1 g
! ?: ~. r4 L* z● AC/DC适配器

! s7 j: f8 J1 x: ^● 电视及监视器电源
& S, {% n, e5 |( ^7 ^3 N8 E
: h% V& z$ y/ ], Z" z% B% A● 充电器
' i& k& ?) F' X* n6 W$ s6 p1 C
9 y& p! _3 R1 V  |( D. X" L3 n; ?5 J● 存储设备电源

4 ^+ E% N1 c  ]! @0 \( H典型应用
: q2 r" x8 z9 y, J& u' M) [$ F$ k

管脚排列

" a9 v; |9 w+ [( c" P" K
5 a+ a. _2 ]6 p0 n( A/ n

管脚描述

CR3012

3 X% m7 Z0 i5 D- w; M  w/ k芯片特性：
  q: n1 D7 A9 d7 k" _0 T1 G8 D
$ a' w* U4 [: g( J/ Q: ?● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
● 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。

# [7 S" ]; G1 q+ V1 p- q5 Z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。
" K# N. O. O# f7 y6 ?, [9 k
+ B0 h: ]4 i0 ~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。

2、样机特性
3 d- q( i3 A8 L7 _$ j0 A: X! w; k$ k
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。
$ t/ j7 }& l! M  {' B6 b; b0 H
2.1 输入特性：

3 X* `" K" N4 Q5 e3 a/ h2.2 输出特性(PCB END)：

2.3 整机参数：
; _8 M7 g' v5 f

2.4 保护功能测试：

2.5 工作环境：
$ Z$ ^( N1 i- v9 o& v+ d: L, Z

2.6 测试仪器：

1 c2 P$ p) }$ B# D7 a3、样机结构信息

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：

- g7 b4 i; Y* {3.1.1 原理图：
1 |( M$ t: G- D1 e# Q0 X9 ^* @
7 y5 L$ c7 x% c0 s

3.1.2 元器件清单：
9 z) f3 Q7 d" z9 L- z/ M$ t

" m+ B  k% T0 X3 r7 O# {

) ~4 l& v8 I" l9 }/ E0 i) {4 @$ }3.1.3 PCB 布局&布线：
1 ^8 w$ @3 D- ?- t7 R0 y; ]! v8 b

PCB 顶层布局

7 T" k4 \! H; e9 o6 S: v5 ]; n! x

PCB 底层布局

PCB 底层布线

2 Z- w# t' t8 O3.2 变压器绕制工艺：

3.2.1 电路示意图和变压器结构图：
( T4 {  Y/ k3 }2 T7 P% n+ M
" u  \( J6 w! N0 e, Q- d* `

/ ]( }3 u5 u: E1 y9 U3.2.2 规格参数：
. [# I* H# O7 R& n. K8 c
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
0 d' z" y* ?: k0 o4 E* u3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
8 F1 d2 }' s  ]5 x2 l4）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；
  E! d$ d# o6 |* E9 c1 P) T0 y+ j6）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）)；
# O$ T5 R8 N& k: S( v5 s1 L* W# \# H8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9 |. s: c& a0 f/ a9）成品要求：浸凡立水；

, X- l7 \* P  r3.2.3 变压器参数:

( s+ i. Y$ i3 w5 g3 A/ V4、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。

# L9 N; D  i6 G" K4 \6 r5 e( d4.1 输入特性：

& K4 _$ J7 O1 r" 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。
7 a1 `' v) R: s( n9 m2 X0 b
表1 待机功耗

. g# J# \) ~, Q: Y6 }) C表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
" z3 ~- L  M5 ^

% {- i) [, k2 J+ h4 n% d# F$ i表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
+ ^7 b& }' z% m- a" j" h9 u& O

表4 效率测试（PCB END）
9 h' e8 I" c5 g7 ^% `

: s; S1 D. n: T* }* b/ T表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

( ?. U/ q! X$ E: c% I, K4.2 输出特性：
8 {/ E5 W$ L3 X: x4 \' z
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）

/ w9 \& d. y; O: ^" @4.2.1 输出电压纹波：
$ E! f3 V3 t" F
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。

3 B0 |) x( `/ _: `7 F/ M& z* j

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

4.3 保护功能：

* C$ C: I# ]- k. T  f( x以下涉及过流保护、短路保护的测试。
1 Z% [2 q% R$ w( N' ?. A
9 @% C3 f% ^! F5 L# \/ s4.3.1 过流保护：
( I. W- \% c7 _: l1 r3 ?$ p

( J" u; o" l* s- b& p4.3.2 短路保护：
- b  ~6 o6 l7 a8 P4 A( T, E( X/ w
) @( p3 k, a2 l. @- \: U# b% y0 b功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。

1 K* a6 N7 H8 K2 R$ _5 G1 h' x  H# b4.3.3 输出过压保护：

, U7 ~% ^- B/ _0 y3 z短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。

2 j8 X. p2 ^4 L$ i  q# p, e0 i. k

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

4.4 动态测试：

  _& @* O, q* i% g4 q+ r. A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)
$ h; J, t& D6 t7 g

AC90V 5ms

; J' Z  a: F8 F4 Q8 w, u0 l

AC90V 10ms

, F) R, p5 B9 e8 _: a9 D

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
8 B4 Z# D* ^& I; ^) Q& m

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

9 M2 g, G1 }5 J# P5 E: c9 P

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

0 W2 l# G- e2 w4.6 其它重要波形测试：

5 U  X& s2 V/ z1 \初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

% K: i9 |. i, Y$ ]

AC90/60Hz，100% Load

/ g3 \/ p( Y9 j8 g9 n5 U

AC115/60Hz，100% Load

8 U  k; {2 |1 d& t" k4 k

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
, z5 e  G, N- K+ J* ]8 T

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

- E; _  `* k% w! G2 k- J

AC264/50Hz，100% Load

- w& p4 J/ W8 Z" Z4 H; ^% P5、EMI 评估测试

5 K( [* F" M. z9 R$ Q测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
( V& t* |! r2 }- m, E* J输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
( N. A3 w% ^0 A% X限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
5 z, F* ]: x! }9 |& F

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

6 L2 A) y/ k$ @- i6 @) ]! L( r

AC230V/50Hz 传导 N 相

9 Q2 r! M0 T, o! q% M! k! R$ B

AC115V/60Hz 辐射测试

7 a) Z3 m0 q* R3 _3 e" D

AC230V/50Hz 辐射测试