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

) y9 L4 w2 ?# J* d" r" g$ h6 u1 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。
5 D5 }: |- ^! z- D; B$ z* N
2 q3 {2 B4 k* `) [1、样机介绍
5 G( B$ e1 b/ m: ?3 o; F
6 b3 G/ q2 X7 F- A" b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。

# n, ~- Z+ ^0 \2 p1 Z  A

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

' `9 E; B* w% }& g& PCR6890A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。
! b9 A/ m+ g' H8 ^" Q
芯片特性

● 较低的启动电流(大约3μA)

● 内置软启动减少MOSFET应力
0 \% o$ h( Z" J' ^8 B1 r
5 F- ?5 H; a0 k● CCM+PFM+QR控制模式
+ g: s; s& S) U: \
+ w1 ^7 o# c) S, Z7 |1 x8 r' I, c3 _● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
, q' T- f8 s3 H7 K* W2 S
● 内建频率抖动功能，降低EMI

● 内置65kHz开关频率

● 轻载降低工作频率

● 可编程外置过温保护

; u; K# x% `) b' m6 O# H● VDD过压保护和输出过压保护功能
! w! ?* T$ T  \1 b* C& g( R
● 内置前沿消隐电路

/ T2 U: G- s% ?3 u3 ^0 X) z● 内置输出二极管短路保护

+ }9 o5 W5 P; _; A3 Q● 内置过温保护

# @& y9 M  a$ i1 I% |9 q# Z; I: d● 过载保护

● SOT23-6L封装
4 M5 |  p) k. ~& Z0 L
6 ^7 O1 U, t* D4 g' W基本应用

● AC/DC适配器
& ~- e9 b& u' ]: ~+ o6 ~6 |' E
● 电视及监视器电源
) K# o1 y9 y& b* d
4 s. ?  ~- R7 Q3 m7 g' ?3 G● 充电器

● 存储设备电源

典型应用
) g/ J0 L0 o: {8 V1 ~" C- u
6 @: `) `6 [5 L! B3 U$ I; |3 g! @1 F" v

管脚排列

4 b) O# j4 A: t4 {6 h( y4 j7 ?5 L

管脚描述
+ K6 X1 \" ?" N$ D

CR3012
! c' Z& D# P& j& n5 N
芯片特性：

2 W9 y& x. |. I' V& 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；
& s9 W! ^! }2 Z3 k● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
/ u  h2 T. f5 {& g0 O& @
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。

6 T3 }1 {" ]; m* P" e  y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。
' D4 K+ v$ g) ?* N' n! o' {
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。
/ d4 |  R/ Q* x. a9 H0 [
* }% W" Q7 G9 o& y2、样机特性

+ a* m7 L2 M. A) q; y/ w  U2 y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：
5 e! z7 H$ r$ d7 C

2 M# c, S/ ^% S6 F4 K$ }) Q$ N) N2.2 输出特性(PCB END)：
3 g" s6 j, w2 c" x. _

" X! {4 e8 N: q2.3 整机参数：
, M" }* N4 [$ W& A

2.4 保护功能测试：
6 Z) M& H  Y3 @5 m' c/ z( B4 E" x4 a

& S6 A9 g" e! j# B6 h) N: |: e2.5 工作环境：
7 _0 I, j* T% t; r3 d( o7 m

2.6 测试仪器：

3、样机结构信息
' B0 d4 q& V$ ~3 _! ]+ b
9 u- u8 z, L, 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。
# h6 M# v# E% I* t. Q- c7 p; ?: V
( i+ s1 U' T4 A. H  ~7 A3.1 电路原理图及BOM：
. L4 `  x; i) r+ ]
3.1.1 原理图：
* c) J% Q4 v0 x: a9 U

3.1.2 元器件清单：

- y. c( n# D5 |9 H0 k8 u- {

3.1.3 PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局

% }. d. h9 p. e8 E6 g

PCB 底层布局

2 K4 v  d. X* o( X6 K7 \" t

PCB 底层布线

3 O" s5 C: i( A% U* q0 W7 }) H3.2 变压器绕制工艺：
* ^2 C* ^: P( }% Z& U
5 `) T5 }2 |- w2 H2 Q7 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；
! n$ ~6 P% v& s% E2）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；
5）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 }. k! D2 I; r. m# `) P7）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；
. y. O7 z  y( h9）成品要求：浸凡立水；
5 J5 z; U, ~# N5 [
3.2.3 变压器参数:

5 p  w! F9 L3 E& C/ q( s4、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。
' B8 N; J5 Q; D2 b$ h& \6 k, h
2 `$ `* Q* \, q% q5 G4.1 输入特性：
+ C8 u( b- F% x: m/ W
% y4 e5 v4 N( e0 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。

表1 待机功耗

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性

* p0 M( T! ^% u# {表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
* H2 m7 T9 C; C

; A- |, F3 C1 I7 T表4 效率测试（PCB END）
/ V9 j5 Q! b' v. w" b5 ~2 E: G! Z7 S' y

, m5 w9 l: W. L( n0 b/ Z( Q/ U6 j表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
3 _1 g* J9 N6 X/ B- @1 {# [

/ P3 Y$ q5 K+ w9 a6 ?4.2 输出特性：
* W$ ^7 E) W" u/ T" S
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
; B* \1 l9 S; G- a/ u5 |3 s) o

( F0 j5 h4 r2 w4.2.1 输出电压纹波：

6 O4 v- t6 w  f; h1 O9 E3 i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 W. T3 J" I9 y* X5 _

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

! C; U1 ~6 a9 C6 ~

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

2 z4 E5 o1 a% b; ~- J

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

  p$ Y' `$ s' Q, l1 i; ]

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

4.3 保护功能：
3 v3 ^- f/ w1 f' ?  ?
/ ^$ c* ?7 I& l6 {  l  Q# X9 p以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：
2 L  \9 u, a; F( _1 F3 c

4 R/ F$ b$ \6 ?2 e) t* I/ P4.3.2 短路保护：
1 a0 P( |/ o2 N6 h
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。

4.3.3 输出过压保护：

短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
% g3 N8 F8 v+ Y- o. D- x* z
: d1 N6 t. |. g  B. R

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

1 Q. `: |6 l0 p9 ?7 D+ }

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

1 ]2 Z, S% y. i. S# [4.4 动态测试：
( O0 b2 C$ Q: t* ^% w
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 S8 O; W0 K; \& n  B

AC90V 5ms

* B) t2 g! ~" d: w7 a4 l* W1 ~

AC90V 10ms

AC264V 5ms

) G, E. T3 |/ Q0 |

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
2 T. E' M, \  g* }
3 S8 Y# P* m& ?; s$ |; }

3 d7 g% f  I" V  G; y  Z" H

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

  e5 ?0 t3 a/ X3 {

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：
. D5 b+ A, f6 f5 B3 h' j5 i
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
  L- z& w! Q) o. Z; }
- ~8 E; h; [' }3 U" G/ [4 H

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

3 s0 V7 b% w) H% H: f3 x

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

" n8 E! ?) K- O' y* v

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

# b" ^* w! P8 b, b  U; D- l: G/ z

AC264/50Hz，100% Load

5、EMI 评估测试
& l* j- i! T# }/ G* U: K0 b
$ Z* b" D# D5 c( j5 p测试条件：
; p  L* S; X) k4 C" e# |输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
6 \8 E9 E, A( |$ N" \4 X限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）

AC115V/60Hz 传导 L 相

/ ~$ h8 ?9 R% o! z% B, w

AC115V/60Hz 传导 N 相

1 s9 |$ b2 z+ i6 g& S. ?3 ^

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试

+ Z- S2 o4 N) I* Q! {7 Q