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

) y+ B! X$ N- j, Z
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。
1 i& j9 R1 s: k
, Z2 \( n2 J$ E4 a% g, d6 ]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。

1、样机介绍
/ W2 D, f  g1 d6 |$ I+ S
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。

- p7 F9 M3 @/ |: b( p3 k

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。
) `: I/ u9 ?6 w6 S
7 q3 @% @) G$ }$ ]% E3 O芯片特性

7 w5 ^4 p& A% r, T5 x6 j# z% Z7 O! s● 较低的启动电流(大约3μA)

* K6 w. `" f5 t' x8 s● 内置软启动减少MOSFET应力
& Q: P1 F) `. Q3 h; M) o/ n
4 o% d1 j% w% r5 u0 v$ G● CCM+PFM+QR控制模式

● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
* R' |/ [# S8 K. W2 @+ d" u
0 k9 U4 t1 ]6 g0 \7 m, j' d: p● 内建频率抖动功能，降低EMI

* h0 Y" {9 L7 A$ g7 k3 r● 内置65kHz开关频率
6 G. w$ K/ I7 Q" ]" n" k
$ W3 W9 m8 s! k; d+ g- |# o$ N* j● 轻载降低工作频率
& J% M  L1 v2 |; m. i
* {/ w: Q. z6 j0 q' R● 可编程外置过温保护

2 l8 g( Y& M3 ~" L; u) G● VDD过压保护和输出过压保护功能
5 }" G- S& t& f1 z
# k" @% Z# x. N9 T- B# S" B( A● 内置前沿消隐电路
* ~1 [/ q* t/ o6 f" y/ s* w
● 内置输出二极管短路保护

● 内置过温保护
1 R: Q9 q$ ^# {, j7 K% ^) e
5 S6 j& H6 p4 G, _& m● 过载保护
* u4 t" }9 }* i% |: ~0 b
● SOT23-6L封装
% n- v2 u! c  i9 \$ |- @
- ]5 ?$ X' g& W# w1 u7 U3 M% s基本应用
  _2 @0 [: r& ]
● AC/DC适配器
8 q$ {& L( g% @* e6 C* O
) _9 b) A$ G- R5 x● 电视及监视器电源
5 C  k4 D  E. R& r' s2 v& U
● 充电器

● 存储设备电源
9 m: Z( }4 h3 n8 Z2 X/ v
- H' }; T  h' r  j典型应用

3 u0 N; u: j: I$ x+ M% G1 B

管脚排列
0 x7 v3 V- U7 K" [+ O) c+ F

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；
) C! p' P( M( @' n8 x# D● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
2 a' k& H8 I0 W" U, W● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
& V8 G; g# I+ B. V
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。
# T' W7 r/ I6 v% z+ @
" M7 g: \3 u9 p3 k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。
+ l  }# P; L+ z( N
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。

+ ?. p- }3 X1 j4 r0 w0 r; c# P2、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。
  J* t! D1 C, w$ s+ A
2.1 输入特性：
3 }# s, I( S# z8 k$ F

! u" ~( Y) K7 k" F6 B2 K& F2.2 输出特性(PCB END)：
5 y' {# L0 ~4 ]- j# J0 l3 z: @/ k

2.3 整机参数：
' A- V9 W& j5 F9 q0 U1 I5 S

; r% l* q. `6 s6 w" ^/ B. m2.4 保护功能测试：

2.5 工作环境：

% ]: I4 s. s" P* {' C2.6 测试仪器：
( a0 l8 b% u8 O" J

3、样机结构信息

/ V9 w3 B& A7 b9 ^" f( p& S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。
2 Z3 }% ^" o" J- A
3.1 电路原理图及BOM：

3.1.1 原理图：
, N7 @' T+ z% n/ U

3.1.2 元器件清单：

3.1.3 PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

PCB 底层布线

3.2 变压器绕制工艺：

3.2.1 电路示意图和变压器结构图：
  B8 J' C* U% |$ c8 d* }* V
" s$ q* a6 J  I( O- I: I0 d, P% Z7 I

3.2.2 规格参数：
( c9 Y4 a$ X4 P
7 q  G  ~) b: X1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
) H7 R% u5 `+ v: a9 \0 \8 `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）；
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）)；
7 J3 r: k3 v' h. E5 D/ `8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求：浸凡立水；

3.2.3 变压器参数:
, y8 `6 T& q4 G

  y! p$ l2 l' i" q4 o4、性能评测

4 l5 o" E! I+ N' h$ o& `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。

, s7 Y! P+ d- E* i2 D" J( ?( l4.1 输入特性：
4 j5 @9 [& v4 K! Z  ]! ^
% Z: P( \# {: @( C, ?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。
1 R0 Y9 G- J3 [2 T$ _
8 T; \. T# _  t表1 待机功耗
9 R# B/ B) P3 j2 `' j3 ?

' y% k  b( ]: L& f表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
/ }! X) f2 K! }/ C  G

表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
& q% B0 k  w, U; N$ o3 r

/ L9 p2 Z' E: }/ o: @2 \9 B. _表4 效率测试（PCB END）
- P* g+ j" ^! N

* |7 o) y! G# q3 ~表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
; {' ~, u$ u' z3 s

4.2 输出特性：
- p  U3 f, ?8 U% r
1 ]& I/ U) g; J! S$ ^- x# }" e4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
0 o1 t" q* n8 K$ N) A; k( `

3 d: @; h) f9 u: m1 U- c* _4.2.1 输出电压纹波：
( c: y  Y/ s2 Y( T* A1 O# f
! K. E/ o' G8 g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。

; p. [2 j7 k- W

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

9 n7 ~4 m6 x* g0 d. K

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

4.3 保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。
: f/ i; `! y" x) S
# q* S$ Y, H" X9 g# }6 z; C4.3.1 过流保护：

& Q) B" e/ o! y  {3 V! r4.3.2 短路保护：
1 @2 @* M/ `( _8 {% M- h
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
+ R$ _0 U; o+ @& O. ~

4.3.3 输出过压保护：
/ {0 L3 y1 z- W5 g
8 z% S) Q3 q+ C/ [0 E% @! \; [短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
$ A. s5 z% U2 T6 C* u' n" C

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

8 q( y" A& j. s5 {/ Z

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

0 v  `1 |, N6 P& ?, o! h5 S! i) S0 _4.4 动态测试：
* j7 h" u* {6 `' M
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)
+ v# ~  [( z8 \3 x' c' j) J5 o8 g% P
$ l7 c; G" d# ]5 R) {( w, H

  Y. n: E9 p# }+ X2 P  c8 Y# _

AC90V 5ms

AC90V 10ms

" ]% |0 s( q' S4 j& ~# [: U- w

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
6 f6 W: F3 G# T( w9 u! W
5 l! ~" S; H7 w* P5 n: j. O% a

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

+ N" O! V% f8 |$ h) G5 d! R

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

* ^; n( b2 L) c

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

1 ?  f) ]: ^5 T6 h$ p. b. D3 N4.6 其它重要波形测试：

初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
5 @" B5 o* L, f

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

9 c0 G* C, R% K, R3 `& E3 p/ \9 N次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
! p: X1 n! L  V

AC90/60Hz，100% Load

! G$ R/ a" }) H  A  K( O

AC115/60Hz，100% Load

# Y* J: d" h6 F7 }, Q. z

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

5、EMI 评估测试
  L7 P& x. y5 X$ Q* g
2 N# Z) c% `5 g测试条件：
+ z5 c5 R$ H) o1 `2 D! @, ^输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
6 i4 L) b( B7 `4 A$ Q" h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）
. ~, B! l0 B6 A9 v" s. U
- d4 b! a- y' R. `: U

AC115V/60Hz 传导 L 相

! f9 w# N% ?% A/ @- l6 d

AC115V/60Hz 传导 N 相

( f2 ^2 G. v* X/ B  z4 Y( ^

AC230V/50Hz 传导 L 相

, j) a0 B: `1 r9 A* a

AC230V/50Hz 传导 N 相

% H  f; q/ X2 `$ x/ i* Z# X

AC115V/60Hz 辐射测试

' ]+ h! u( ^- P5 p7 n( R' ^( e

AC230V/50Hz 辐射测试

2 K$ `0 p, M5 X5 t% ]
3 z5 z7 \# {; [  O