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

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。
6 J. f* i1 `- h& o, p
( N1 J0 h$ m7 l2 D3 i# s5 Y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。
6 T& s& O& i: P+ q3 o5 K
: g- d( _" k+ a2 m1、样机介绍
& d  i7 }" G* W  P
/ |& [0 }: g4 {4 g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。
. k, F7 H2 X' p/ e3 h7 I
, h; Q1 v8 x1 e; }  a( M

9 ]$ P6 B& M9 ?

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A
8 p( v4 N# T  g/ l
; Z$ N$ U1 i  J  U& E; 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。
  M3 G$ y& U1 n: i) A+ t
芯片特性
* X( c4 z9 n. \) i
● 较低的启动电流(大约3μA)
% \3 |# f- s+ W
● 内置软启动减少MOSFET应力

4 n$ A# R, H. ?6 L● CCM+PFM+QR控制模式

● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
5 \3 F& {) A& X. }
( x8 r2 V. I- u: d- t8 U● 内建频率抖动功能，降低EMI

: j- f# \2 R$ j, V● 内置65kHz开关频率
9 _$ H5 g% k) I  }7 c1 X2 p$ M
; G* S2 i& S4 ?% h) L● 轻载降低工作频率
) I! B  t' h4 K
● 可编程外置过温保护
# A- o6 @  }/ o# V2 a. q3 D
● VDD过压保护和输出过压保护功能

● 内置前沿消隐电路

● 内置输出二极管短路保护
$ j1 x. M% S% x6 M+ Y0 k
● 内置过温保护
8 z6 e; j' J5 N6 F
● 过载保护
1 @- W9 E/ n. q
● SOT23-6L封装
2 P+ T6 B4 F8 x( P! _7 Z* t+ @
8 _) u4 c" S# k: _基本应用
" O- U" m6 W) Z$ f) o5 l
● AC/DC适配器

. H: z: S  C  p& H● 电视及监视器电源

+ `9 O9 }4 \, ]● 充电器
3 _' X/ U; n# C' ]* M$ Q) v& q
● 存储设备电源

. I9 e1 b1 f; B6 }* I* e典型应用

管脚排列
4 W+ k: Z& Y( t  J- @

$ D3 W3 Q9 x" p$ ^$ P' B# F" u

管脚描述

CR3012

芯片特性：

● 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；
& c9 C  v5 B8 s0 G1 Y● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
6 l0 A9 J) a# T
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。
4 ?, P: o) b# L9 j9 f
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。
2 G" t2 Y* k( e. b- [* ?# U
+ D9 s* c( J& O/ H0 ]2 Q0 Z9 j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。
% i& J; j& n& A' V
2、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。
  T. S9 N) I# i: e( R* ~+ I1 X/ Z7 J. {
+ m: f- C3 B0 t8 G; X2 z1 p8 n2.1 输入特性：

2.2 输出特性(PCB END)：
& U6 o) i6 T3 T+ r6 y

2.3 整机参数：
; {- l9 f5 C+ a; z/ r/ {) l) }

7 e: y7 B; I8 g# S: C, ~# d9 |2.4 保护功能测试：
& V  o+ v& R4 U/ y  k' A, F

* w# Q& L; p8 l2.5 工作环境：

2.6 测试仪器：

3、样机结构信息
/ ^4 a$ g+ @+ T
( H+ S5 V9 w0 v* ?. ^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：

3.1.1 原理图：

3.1.2 元器件清单：
# Q2 Q0 ~' j" C; I, ?5 Y

$ y# f  |5 L0 |. R1 s9 J) D9 d

( ]  H; E5 F  p3.1.3 PCB 布局&布线：
/ i% ^" M$ i8 D1 r3 |+ ^

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

PCB 底层布线

3.2 变压器绕制工艺：

3 y7 I2 T& E, M5 h8 }3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

, X2 w: a. M! Y2 j

3.2.2 规格参数：
+ T1 R; u) f* i3 S9 ~
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
  S5 d: G' C, n: W3 S/ v$ c5 [) h2）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；
$ |) `6 T" W9 C& r/ @' ?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）；
* J; s! ^+ C7 U& I7 e+ H7 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；
, Y( ], N. T$ b- C! D7 C0 T9）成品要求：浸凡立水；

3.2.3 变压器参数:
; I& S% }0 \- _  U

/ {& q8 b1 M% i7 H$ G4、性能评测
  ]. B; J. [' F
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。
' _; l1 [5 `+ D; d$ h. y6 }
' P$ Q) @5 y( x1 v  u- J9 A4.1 输入特性：
. V, Y9 C4 W) i$ J, i4 F
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。

; [: k5 _+ z3 W表1 待机功耗

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性

+ T+ n6 M- V1 h6 {4 f表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）

3 h( T( G& ~# B8 O' u表4 效率测试（PCB END）
& ]6 E) G! t1 V5 T2 h, b

% M  e  a7 x4 G0 h6 n表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

+ c7 }. Y. Z" o" w4.2 输出特性：

% P( G' r/ b, z, x4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
" V: \+ T* J) C5 R/ W

+ x+ L! _: Q5 r3 E1 G4.2.1 输出电压纹波：

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。

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

5 P0 z! l9 U* |/ `

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

4.3 保护功能：
% K/ M5 f: S- \  ?
( v0 d* X7 N9 ^8 G" i" L% O$ o以下涉及过流保护、短路保护的测试。
  {0 W6 v5 r# n! o" a3 Y  O
4.3.1 过流保护：

# X+ Z. r  d$ w& e# f! @! u5 V) F. O4.3.2 短路保护：
. v) c' S9 _. ?& L
9 H+ S4 Q# F. ^( v, |# C功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
$ z% H' f9 Y3 {: a( O8 u

4.3.3 输出过压保护：
0 @2 r6 n! s  j/ ]: d9 f
5 ^6 ]! U3 Z& Y短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
9 `, p( q) j( S8 f5 o" P& g( L) B

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

8 A, P) f: Z' S" ^+ _, Q3 t

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

4.4 动态测试：

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 p, m# t# o$ B0 I

AC90V 5ms

AC90V 10ms

( M; p7 b' x# l. {

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
- Y. R% |( M$ U; p3 v% O% i

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

9 j, E' L& a$ |1 p% J6 T

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：
2 U& M; u! K! z+ h9 ]" {
: Y* G8 `) M0 ^$ v$ W$ {" a4 @% S4 Q初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

% O, {& {4 e+ {次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

- e+ X/ |( @1 h, w, C# ^

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

3 o  k1 {2 |# L9 s( n# T- [

AC264/50Hz，100% Load

; y. S: c; C6 J2 F9 j5、EMI 评估测试
2 y6 _/ E! d, a/ n! G
& Q9 y8 t. i$ Z, }5 s  m1 q测试条件：
3 N  K) m2 o6 |) l* @% a- [4 E/ c2 `输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
7 Z+ J2 C- v. r& @, k( Z* N输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
% g( ]1 M% z: F7 @8 q9 v" ]限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
* M: ?% T' n9 M" g( u& j) J
: U9 b& }* M% d9 J

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

, O2 D( n) z- J2 m

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

/ U( R2 n6 e) \4 h1 N# A% h

AC230V/50Hz 辐射测试