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

. e( d4 U; ]0 Y( Z' n4 x/ y
2 C+ n0 M: [4 x. M' ~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。
0 k  V# V# x. e* v
1 C3 j4 _( E0 L& s7 P5 R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。
9 V+ C% B! a( R& C1 m
* E+ ^, U; \/ W9 P' e; w1、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。

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

1 ?- s- k) r- d; M+ VCR6890A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。

& Q4 n0 d, u& |. q芯片特性
1 k1 x& @8 h3 I0 @
; O8 [% ^& Z1 Y% I0 z6 c7 @● 较低的启动电流(大约3μA)

● 内置软启动减少MOSFET应力

● CCM+PFM+QR控制模式

● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡

. P  X& z+ l2 N9 n" }● 内建频率抖动功能，降低EMI
- s8 _4 E& {* w! _9 g, A
8 Y6 j% Q+ s; G+ M' ?● 内置65kHz开关频率

● 轻载降低工作频率

7 Y( G7 U0 \0 E; C4 |" z0 T● 可编程外置过温保护
1 k0 R  U2 P! n4 Q+ p! r1 ]
' v1 Y, A" r1 `+ L6 M4 ^● VDD过压保护和输出过压保护功能

5 h" c! I" G. F& ]- A, O( t# G( O● 内置前沿消隐电路
/ h% ?) i; K! F0 ]7 X: ^& j
# a6 P3 o  p0 J6 x6 @● 内置输出二极管短路保护
0 o6 r* Z/ V. H  r8 b
● 内置过温保护

5 f: v9 T2 \5 Y( s' @, y- t( P- M: H2 {● 过载保护
4 t) ?; A* F# O" S
% }7 C/ v- `' a" G; t7 d# D7 H  o● SOT23-6L封装

8 B2 q- l8 _: T1 j7 P( L基本应用
/ L7 G5 i8 B) U, A; }# ?4 p1 h- \
) O" u7 E* x  s1 C$ S, b4 R● AC/DC适配器

● 电视及监视器电源
; P7 J. ~+ B- d5 v6 x  s( R; p
● 充电器

) n' d8 N0 K0 }4 Z● 存储设备电源

典型应用

管脚排列

/ F5 x% q. h; B
3 B- y3 j% Q7 F. U

管脚描述
' ?/ s; g1 C, P5 o

CR3012

' r' t# [; {) m) {: [芯片特性：
3 M1 ~3 c' G/ Z& |' C  O
● 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；
- R& p, Q3 o, c! h- l● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
5 O' F9 [9 m, V7 R) @1 z# j
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。
* U9 `- U2 m% B% d
9 |5 y2 H8 c3 y7 u5 R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。

0 z$ p- t: ^* q0 U# Q# F2、样机特性
: N. V8 p/ i$ ?( q! y
, A6 P) e9 i$ n- [1 ^( @" c3 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。

2.1 输入特性：
4 ~" n* H% t  l& h4 ]

2.2 输出特性(PCB END)：
& A( A9 W1 U" q. H. U; a

2.3 整机参数：

2.4 保护功能测试：

- N4 y+ T- b2 e7 w2.5 工作环境：

2.6 测试仪器：
" Q  z; r( B3 h! `

3、样机结构信息

' s  I4 t6 }8 Y$ T8 p/ w4 i3 @3 j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：

8 {6 T) C5 P3 _% D3.1.1 原理图：
2 z2 _2 \% |" l- G
+ {6 U" N  \3 B& U+ ?

3.1.2 元器件清单：

+ z1 r% F+ [0 B2 [$ A

3.1.3 PCB 布局&布线：
& f; N4 w. d" m" ?7 U4 i: D1 T0 J
$ J2 o$ e9 ~& F# u' I% ]

PCB 顶层布局

1 s5 s6 F5 T4 k% ?, Y- Q9 m+ w

PCB 底层布局

PCB 底层布线

6 p1 \2 g3 I: D- J( G3.2 变压器绕制工艺：
6 b5 I5 s; p3 Y( ?8 ?/ H) J- T
2 `1 z& R6 S, L7 t3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

9 }. n, k" W6 T7 a7 R

& S# e8 e0 e# y% _- U- g1 ^" I# ^* {3.2.2 规格参数：

1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
: k" D: H2 a5 K, X( {/ e# ^2）材质：TDK PC40 或同等材质；
0 X. @1 M$ N0 d) {4 d) \. g' W3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
' Q- j/ j) X3 J$ S* _$ ^( o4 T' @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；
8 G4 a, F" s7 x8 G6 [6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
5 ~# d% m& E* N- i' y7）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）)；
6 n( q- }' [/ C* P, j4 I& Z8 Q: {8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
' J% y' h' @4 L0 N& \9）成品要求：浸凡立水；

3.2.3 变压器参数:

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。

3 o2 i, C, b& R3 d! s  F* k+ q4.1 输入特性：

4 V$ ^& h, r* m6 I+ }9 Y& f* }; d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

  a, z: m3 _+ L8 J/ a/ B! q7 K8 F表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）

表4 效率测试（PCB END）
& F. Y( R) a/ r& h5 ?: S

表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

4.2 输出特性：
, W8 ^0 p9 {# ~
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
1 b' J) W& {% P9 r, _3 c

4.2.1 输出电压纹波：
* ^* A+ B) K& d( F
% G9 x# y7 B8 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。
5 e; x3 ^: X1 G( T0 [, K
9 u5 e% Q0 w7 u1 Q' o4 r% s3 a

6 z. q" |4 _% m1 h( @

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

/ b4 B( b0 r3 ]" C, h1 g, _

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

4.3 保护功能：

7 f% h5 O* n8 l/ o) U0 {! Z以下涉及过流保护、短路保护的测试。

9 Y. `' S* B% g2 Q/ x6 u+ k4.3.1 过流保护：

: K1 V9 D  x5 x0 U3 v4.3.2 短路保护：

2 B/ j: E% ~& G: i9 K9 p功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
) B. L7 E: h: G5 g# B; ^! Y/ w

4.3.3 输出过压保护：
3 A+ G& }4 Q9 q/ M0 F" u" d
短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
! G! B2 d# u" m4 s& W, V
3 g% i6 ]( y+ i8 i: L6 w

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

& ?2 h5 p' h' C( L1 o/ D5 n$ R4.4 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)

" u& ]9 w% |- Q7 }% e1 k: w

- j% {6 E! h0 g! d, i

AC90V 5ms

+ _* }9 h" C; N4 N, a7 G

AC90V 10ms

AC264V 5ms

, o/ u% b0 H1 r1 S# c

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
, w. e; v3 V7 e
" _9 J2 p# a# @

: n# r5 w. D$ [. r+ F

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

: q+ E* c% o- f: u, n

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

1 \7 m  j3 W) W# ~- c% ]

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

1 I" v& e% s/ I4 h- G

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：

初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
# N3 X3 s  F* l& j
* s- ~# `2 l0 {) {& v2 b! W

AC90/60Hz，100% Load

/ Z# J. T: A) p5 I6 b

AC115/60Hz，100% Load

9 k, U3 W+ F0 ]! `- j' X' Z

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

9 i3 b; A; N+ l. ~- N2 ^次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

. |7 E: L# m. V0 h" i- t

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

1 u3 z& {* h4 k2 O3 _5、EMI 评估测试

% M$ ]1 z3 N: i: ^测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
5 _/ ]& g7 x3 i; F输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
1 F; I. G: }' Z1 m5 V限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）

AC115V/60Hz 传导 L 相

; d( [& \1 L' }2 k& n

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

1 C6 `* [! L$ y- {4 u6 {( H1 m) `

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

. T4 [: b* L: }: M9 |) C( o

AC230V/50Hz 辐射测试

  J7 Z& q! [$ D. S/ R$ H: W. s

) e3 v* y5 V9 _8 Y- w