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

9 w# X; O5 o' {
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。
: X: j0 p" g( m7 Q+ P/ \
8 \. g- T* a! ~) E3 b" S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。
+ m2 X* g: U5 {0 [
+ r$ ^4 ~% |6 g" D1 p8 N1 N$ i5 i1、样机介绍

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。

# C: k4 G( r; J* {9 ]

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

3 Q2 K5 R1 R7 T" m/ ^- y- [) Y* c; qCR6890A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。

$ K; X1 V6 X- A芯片特性

● 较低的启动电流(大约3μA)
7 o* f) T: ^, d5 H! U
● 内置软启动减少MOSFET应力
. S: D- z6 a. Y  w
: o4 v. b7 o" w5 B/ y4 [& c● CCM+PFM+QR控制模式
1 Z: `; l! V7 W) [8 |
● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
4 G7 b' y( ?5 u8 J7 F
- L/ C4 i3 Q" I9 ~0 c  S* ^7 J● 内建频率抖动功能，降低EMI

9 f0 ]5 i( f: ?( W" r$ g0 w● 内置65kHz开关频率

● 轻载降低工作频率

7 y7 p4 O. B1 s% p● 可编程外置过温保护

● VDD过压保护和输出过压保护功能

1 d$ D2 N2 r8 r1 J. i" n● 内置前沿消隐电路
0 Y* y- j2 I: b0 x+ q! f! L( |1 g
● 内置输出二极管短路保护

& b$ N! k- n7 @● 内置过温保护

! P2 O$ |3 t9 J( k; M● 过载保护

% t; l4 {4 y- ?+ C: K● SOT23-6L封装

& d6 I( j. r; [3 y8 ?& r基本应用
/ @7 N/ g" X' @- r, f
' U, p9 x/ g4 P● AC/DC适配器
4 s% p6 u+ }: r2 \" }
; z, q. {. N/ Y# d) `● 电视及监视器电源
( _  H4 i* i" r9 a' P
● 充电器

3 |& H- e9 \3 B- @, p● 存储设备电源
  c$ A* I0 R0 b0 i9 z5 d
典型应用
7 [' E3 g% H$ I# t

管脚排列
7 \: u) a9 s! B/ B  M5 ^# Y

管脚描述

CR3012

8 c! o- ~: I$ X% L' s芯片特性：

7 J! {9 c1 _" U; x7 J● 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；
. _8 t  ~! c) A* y● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
7 ^! e2 |) ^. @4 t
" L/ i( S. o; V% r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。
! K( v. u0 X" z. _
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。
! ~1 {1 m) U6 |# {0 A. F
2、样机特性
4 ~( {* F9 w2 y. s+ W3 ^3 b, ]
6 N* M  H2 ?( _* I/ J: a3 p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。
3 O1 z8 L+ R; W) q) d
2.1 输入特性：

2.2 输出特性(PCB END)：

2.3 整机参数：
# f  A- _& o+ `- `1 j+ ~

6 P4 z: @) I% R* Y4 [2.4 保护功能测试：
$ y# Z  y$ }1 B- x/ c$ ~

2.5 工作环境：

- S, ~; o) }' O! C( I2.6 测试仪器：

; q. K, M; a+ y' l/ T3、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。

& w5 l1 y# r8 O1 ?, f( I3.1 电路原理图及BOM：
( u  n' y% e% t
3 E' C7 g6 W" p, N! i# ?: v3.1.1 原理图：

+ q2 D# k9 I* H. W6 I9 d  w

3.1.2 元器件清单：

& O, L* W6 w3 U( M5 {" z# |

3.1.3 PCB 布局&布线：
3 C! G( [! K- q/ y7 g
( B3 _; G$ S; w) t8 D4 S9 q

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

PCB 底层布线

; ^0 m7 N- R6 `' `3 R3.2 变压器绕制工艺：

3.2.1 电路示意图和变压器结构图：
( h  w: q8 T. k1 A
7 M& Y* R4 h% s. X! M

; [* I1 r. b; @& z6 |3.2.2 规格参数：

1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
  E7 }: r2 c3 D- _; v* C. h% \2）材质：TDK PC40 或同等材质；
- E& t5 b! {# |; h- c3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
& ?5 N0 Z( ~& f. g. b1 M4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
% @. a- |8 _# j& }# }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）；
. U# @2 q8 p! {+ p2 H8 [9 c' 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）)；
! `# q* w* x& F9 q9 `, G' n8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求：浸凡立水；
" e& z' {% f) N% t$ H7 Z
3.2.3 变压器参数:
+ }1 F+ y" t! K7 U$ |0 D  Z

/ a+ R& l- R# _9 c# l4、性能评测
4 h& b, s$ T5 t" D
. c  ~8 d0 j7 ^  M) O1 ~% V2 l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。
  F' V) I- V* E7 V3 p' [
4.1 输入特性：

( a( ^' l& Z. r/ a: |% 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。
) r9 g, z! H/ m# a5 l
9 N+ z7 N8 O# g+ x表1 待机功耗

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
2 j& j, e1 Q; x( V! M& n- V3 C  f

表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）

- x4 Y1 Y+ ?# h* a( L表4 效率测试（PCB END）
! s# [0 _, q1 n( t! D7 P& p# V; D# J

6 R9 ]% _( J4 C4 f6 t表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

% l% r/ m# X9 u4 u) }5 e" V4.2 输出特性：
$ a) p0 i& O$ t6 w( F
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）

4.2.1 输出电压纹波：

- p- q$ m9 C4 f! h  p; a6 p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 b: o( V2 I0 |) V0 I& h7 L1 D( x

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

8 O# |( o" E7 k( v

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

; q: ^# V$ B9 I# `

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

+ N9 a3 ^( l, V, \

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

4.3 保护功能：

0 c4 @! C( }3 Z. h1 z1 i以下涉及过流保护、短路保护的测试。
6 U' \# m( ?& ?
4.3.1 过流保护：
  _8 }& E% Y8 |# K, R+ Y

4.3.2 短路保护：

功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。

2 f. Q3 t+ m$ C% h7 y" r+ q4.3.3 输出过压保护：
  c4 D5 c' O" P5 U
短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
# q- Y& t4 w0 _
4 t2 {3 }- |" }7 u+ S9 s

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

7 |  ?, x. D! X7 `- c4.4 动态测试：

# u5 G6 e2 [- d/ ^: w$ J0 }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)
6 o% w1 T; S# }, Y/ p( o$ }8 M' g6 O

AC90V 5ms

4 m3 J! S% o0 U

AC90V 10ms

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
! B& b& _( U! n3 g' f

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

  T. e8 e/ \( u1 R, E

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：
! k% b% S3 ^/ p1 U# ~1 Y) [
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
# h* J" @( s/ }  y0 l$ R

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

' V: w/ O1 O# f' [* W9 C次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
4 ]6 M; |9 Z/ c  Q* Z* d

AC90/60Hz，100% Load

, y7 [& c5 q3 b. t( G

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

- k' m! `. _+ T5、EMI 评估测试

测试条件：
; q2 k. w" p' L# ~输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
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）
* y1 C  H$ C; E5 J; n
7 D' H. F- U* \2 K5 y4 t- C' k$ U

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

: E6 f, M5 `7 M. l2 Y/ k; Q# c/ j

AC230V/50Hz 传导 L 相

" ~. g- E3 r, Z+ U9 m9 g& z

AC230V/50Hz 传导 N 相

' ~( \- x/ b$ V# {" D. r

AC115V/60Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试

5 a2 v) ~- n" E6 S; i