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

2 b9 F- r9 y7 ^  s5 Y0 Z
3 |) i' S* O) a% r+ Y* f; K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 T( q' f) i7 F( p1 S3 V
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
) K5 W& M) k  Z, {$ `; I
3 O0 A$ m  l3 j% d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。

/ P0 E0 C, X0 d+ p& {& C6 v1 M

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。

7 B0 E" D# T" N8 O芯片特性
2 b2 B) {% ^5 _4 J' \
8 u% p' V  K" M( T) {% d3 O5 q● 较低的启动电流(大约3μA)

+ J% C, I9 w2 C0 D- R+ X* N● 内置软启动减少MOSFET应力

2 E  `  D% H: s: J● CCM+PFM+QR控制模式
' I) _$ Q* D% V( y- T" S: M
6 j* d% P4 t- m6 m● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡

' q6 P) F3 j7 q& `● 内建频率抖动功能，降低EMI
$ r6 X. z* J4 ?: P/ W# M$ E
● 内置65kHz开关频率

● 轻载降低工作频率

● 可编程外置过温保护
. Q* a' r% U- p) z8 L
; T9 n: J( m) N' ?3 e● VDD过压保护和输出过压保护功能

- {  `* c1 Y4 k● 内置前沿消隐电路
; b6 w! ?/ \; v
● 内置输出二极管短路保护
% ~) ^& R$ ~6 L7 T
+ x$ J( J/ B! C7 k$ r6 ]● 内置过温保护
! Z" {7 d  F: `
! C/ b" A! q8 R& u! `● 过载保护
7 p. ]" }7 @. \& q  h1 J
● SOT23-6L封装
) T) L$ c& q; R" k% i1 S1 c
5 ^' d0 o3 a& B' P# `6 F基本应用
6 B7 U; p* ^+ k5 U+ R4 s3 M
● AC/DC适配器
* v' k' w- z* H( z7 ]- @
● 电视及监视器电源

● 充电器

* M9 M: D* Z% v  }' M0 c$ t0 [4 l● 存储设备电源
/ b% _" G( E2 R* N+ A6 L
0 u. r. {3 I6 s0 f' G典型应用
* j  U" f2 Z% x# w2 U, N9 ?+ B
' O* p: B5 w" }, I

管脚排列

管脚描述
. K* E$ b; f2 r% e& |) R

CR3012
3 z* v; m4 S5 K) t9 Q" J2 [' K% \
芯片特性：
& F* C: s1 i/ h( i
● 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。
% Z, h( Z9 i4 q8 i
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。

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。

* S! U  g9 K# T3 k) h& o+ i4 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。
; N: k2 H& i/ w
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。
% g* }2 [$ H3 Y6 Y
$ B( M( u5 G% e5 h# w! U: W2.1 输入特性：

2.2 输出特性(PCB END)：

2.3 整机参数：

# x. W" q3 T# _; Y2.4 保护功能测试：

2.5 工作环境：

2.6 测试仪器：
) u8 Y2 A9 U* }. L9 G! \

4 ~9 v- R" m/ q/ c" R) W3、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。
: u2 ^( R$ F: Y* Q9 D- k
3.1 电路原理图及BOM：
2 ]' `: ]0 I) ~; T( g
" L7 D$ W* M( X. Z3 }  c3.1.1 原理图：
+ @: X4 F+ d9 _! C( ?- d$ R$ ^" _
7 m1 ^" H0 e% j; h& D

3.1.2 元器件清单：
# j) `4 N+ y2 J# B/ |

3 K7 }: d2 E) M& n% Z: T3.1.3 PCB 布局&布线：
, S% ?6 O7 h/ I! p
  J( f" U4 e+ d! q2 ]3 R

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

PCB 底层布线

0 t( H: S% b; B8 D" A4 |3 ]3.2 变压器绕制工艺：

- i- k) {$ M% }( O3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

( p  Y( G9 T) n3 q8 {

/ R* ~2 K; q- A6 E3.2.2 规格参数：

* X1 J6 \( W- E% m  H1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
& \& u2 m3 j! H4 c; \7 {- y5 W) x3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
5 L0 r# u  Q: R0 d4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
6 H# _; y' `$ f  ?& W' m5）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）)；
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
, m6 ~- |/ i. C7 e/ S  S; T9）成品要求：浸凡立水；
/ J- t8 i1 ]: z& Z; m+ J6 W
+ X. }5 @, J$ r7 h3 Q' O" u/ M3.2.3 变压器参数:
7 w9 k/ l' X  Z5 t! G. }

4、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。

4.1 输入特性：

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。

; |0 @5 t3 g) M& h8 o; p* {表1 待机功耗
' s# H3 m, F" j2 g8 ?( ]: w- O, ~

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性

表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）

表4 效率测试（PCB END）
) \9 g5 ~, n& W  [7 z9 s

3 C  A- o: @) T2 E表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

4.2 输出特性：

) y. N8 G7 k2 H! N1 u: Y- Z, G4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
$ f! V! ^$ L, Q; t) m

4.2.1 输出电压纹波：
* Y) J1 O4 ?+ a4 A8 Y5 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。

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

3 k4 P3 o: u& g) w) N/ m

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

  c4 G0 h1 T" v/ n

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

; T# o. `6 Q* ?4 G. 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。

4.3.1 过流保护：

2 e& r0 X# i! T0 k* q/ U- T' B) L2 L4.3.2 短路保护：

功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
1 Y! h( B, ]4 D7 I9 H9 m+ ]* E

4.3.3 输出过压保护：

6 Z! b- ]& s, }( ^) p8 u1 @  ~短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
" ^, U* j6 p" 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：

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)

9 W4 G  ~! P  f4 @! C+ \: [  i

" q- _) a* V4 r$ h$ V. X

AC90V 5ms

AC90V 10ms

AC264V 5ms

" s" c  k  O+ C

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
& ]3 W" N; X! l6 ]2 V* \' {3 u

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

- I: f+ _. H) v

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

) ?' H* s! A: C. d" {0 g

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4 d) j! E, J  J+ G  D4.6 其它重要波形测试：

- K9 `' b9 Q8 I初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
) ]9 @; I! ]# m5 `

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

/ _. e+ D! l  K9 n1 ?4 W2 l# f+ ^次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
& B+ j8 g* t" c  y% P9 O- O

AC90/60Hz，100% Load

) p# m" a9 _9 {2 M1 v

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

5、EMI 评估测试
7 d+ ]5 a, `! ~: Y% j$ N. F7 L4 j
$ K+ }$ ~6 W" j: X4 I测试条件：
" e  k* C+ ?, H1 q输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
- O4 o0 Q. t1 ^& n% v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）
' ^& n. W" S9 j; i& O* O
4 b/ N! ^3 L9 d8 F

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

# D& s$ w! n) ]5 P+ D0 `4 {

AC230V/50Hz 传导 L 相

# a  b; m* h" ~$ u2 `% E6 @

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试

, K4 \: L2 c4 H7 A% H2 H