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

6 |7 q) M8 ?) W# q9 t
% k" s1 S+ z3 G+ a- `1 Y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% A. z1 Z9 X5 I7 C/ P
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。
& _7 U6 e8 K; V; w
" ?8 I6 i6 Q* j1、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
0 [. p5 @" T9 ?  r
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。
  @, v% a( c6 ]/ N9 u, w# E/ e% `
) Z, t5 Y( B8 h0 ^芯片特性
0 H7 d' b3 [8 m# |
● 较低的启动电流(大约3μA)
! Z+ b! F5 h' B+ w" G/ R; Z
● 内置软启动减少MOSFET应力

2 N# G+ [" o; Q9 D( c" \● CCM+PFM+QR控制模式

7 r/ B5 r3 l; t  w5 R" O" ]% a4 c● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
( ]( R' k7 i; a; L/ S
2 A( B8 ^( V: [● 内建频率抖动功能，降低EMI
$ c, H0 o  ~# Z/ p) Y7 U& L
3 i$ i5 Z! t) a4 L/ A& Z● 内置65kHz开关频率
/ i: @5 C1 ^1 ^& i* z9 k! e
● 轻载降低工作频率
2 i5 u0 a% `9 J
) s3 E: e3 R/ I' f; O● 可编程外置过温保护

● VDD过压保护和输出过压保护功能

● 内置前沿消隐电路
$ `& m( W; I% P
( a4 r8 M9 {' t% C" C" H● 内置输出二极管短路保护

● 内置过温保护
* n/ g: t1 w3 j7 f; S3 q+ n
● 过载保护

● SOT23-6L封装
) d3 ]0 t' @  r5 {8 e! ]3 p' u4 g9 M
基本应用
- r. s8 l) M0 U; e) D4 }- z+ [
5 {' p. |/ d' o● AC/DC适配器
* r' f: m( r2 N  J6 L
● 电视及监视器电源

● 充电器

● 存储设备电源
. o9 u0 E8 f0 o
* c9 M/ h' I! `1 p典型应用
; R6 ^' {4 g8 z8 j( ?% D) v
# X0 v( A% m5 M3 ^3 N

管脚排列
$ F! X* B/ Q! r1 G- ]5 y

管脚描述
+ j1 b1 ]$ w, g

CR3012

' d% k) N5 b$ E' e' |9 F, V芯片特性：

- [  S0 {) n2 \● 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。

/ E$ w& G6 ~" [; G# \3 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。

4 e5 L" G2 \, y: 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。
! j1 n5 [: `4 c" W+ d4 t
2、样机特性
' M( V1 W* e: |- J
4 o* \5 X% i4 i9 q5 B9 s% u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。
! C! E: w  @$ z
& Y% q/ t. o5 H, }2.1 输入特性：

% R" k( p. k; [9 R. G3 G( f2.2 输出特性(PCB END)：
8 \% u: C* f7 i

2.3 整机参数：

2.4 保护功能测试：
; Z% A4 F% I! O' O, N' i; T

1 l# y! S! ?/ Z2.5 工作环境：

2.6 测试仪器：
3 R  K+ q" V9 _

8 b9 l% O4 G3 v3、样机结构信息
1 d+ q3 F- G1 P! h9 l4 @5 o7 D
0 S( T5 [; _9 W, 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。
1 u/ O/ e' A; I/ J
3.1 电路原理图及BOM：

( q* g8 v9 F' v9 Z7 C$ |- v4 y3.1.1 原理图：

5 e: X6 F$ I* y) ]3 O6 c

3.1.2 元器件清单：
! ~. {# Z) k8 B

3 T- C0 S- D. \+ ^" C3.1.3 PCB 布局&布线：

/ A* c! ]3 C0 b, e: [; R. R% b

PCB 顶层布局

; v& m+ f& A6 J7 r7 x/ c! N% e/ m

PCB 底层布局

% a& t$ i! v# u) ^

PCB 底层布线

3.2 变压器绕制工艺：

0 J" }) |- J- \) g6 R0 {! ]9 _3.2.1 电路示意图和变压器结构图：
% B/ p: E9 y) k3 m& O8 A$ K6 u% [$ `+ j( R

3.2.2 规格参数：

& _. M" O; T  ^' z; z3 A$ _1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
9 L& R% ]3 a" P- k3 b" z. S5 e3）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；
) d: p/ G, c0 O7 Z' B/ C5）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）；
0 ^! M  |) p+ K0 Y+ K7 A7）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；
5 f5 D% N7 {, y9）成品要求：浸凡立水；

" n; i2 j2 T0 _* Q2 V3.2.3 变压器参数:

4、性能评测
/ o; X( R+ E6 \% f5 P. \; A
. \7 a3 [4 C0 m. ^9 U9 [+ f" F- c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。

* w( v: l7 Z) f" m4.1 输入特性：
1 f# ^" E) B/ ^
0 J1 c, g4 \' p' @: L7 [* L/ y: N4 {' T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

9 D; I# o- h2 ]) L+ e表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）

( H" o9 Y, y& x9 I, s5 C- ]表4 效率测试（PCB END）
6 u+ w9 t$ B9 x2 w: T6 h

7 @- m# I$ M, w: O0 w  W3 v; `表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
4 `5 q  Q. y: s4 V4 q' a3 Y1 n4 a

3 k7 F6 ~/ M3 D! V# U, s4.2 输出特性：
/ t/ }: C4 O% W) _) k9 Z
8 |5 r# a, y# I/ z7 Q" z( S4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
6 ]/ @. p( l1 @2 s% X

+ ^# G8 i: M* h  l& y- b4.2.1 输出电压纹波：

; W) |$ i% m& r4 ?) c2 E$ _. i8 X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。

/ S6 C* D. i" j+ D9 a; L

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

' h: P8 n% M% K& t

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

4.3 保护功能：

0 |' x/ N3 @- d" @$ @9 [以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：

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。

: I0 U' U" u, }2 k: p4.3.3 输出过压保护：
6 U5 \/ }1 [. R/ g0 ?
& E: [: `. V' z5 W) {短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

; i( p. K$ p0 x# ~% m

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

0 \: b) `1 p/ V4 P2 \4.4 动态测试：

4 B2 {7 J3 c2 |& Z* c4 v: [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)

, `- y; G5 R) o/ K; T

AC90V 5ms

AC90V 10ms

. F$ g% e2 E  @) Z3 S) Y

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
1 M" h! D5 L/ @

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

5 n) U6 T, }. h0 [3 P8 e' W

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

- z9 g% ?5 o1 i- f* P

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

7 N7 G8 a+ B+ K3 l, |5 l8 h4.6 其它重要波形测试：

% m; _- k  k6 y初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

! r' Z$ P/ r5 h

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
  y5 P0 a- e( Z7 c- ?$ l

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

2 M' p+ J" G7 ~, D- A5、EMI 评估测试
- d* }: Z. Z' _: Z1 S
' o, a/ `0 m0 b5 }; L( D, Y; `测试条件：
/ b- k7 N" Y! ]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）
. @# M4 w  K2 m
# ?4 k" g  M1 n

AC115V/60Hz 传导 L 相

  l/ e9 \9 v. P, b3 t

AC115V/60Hz 传导 N 相

6 P0 T$ f! _5 k5 E5 j, w

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

. f5 `/ K4 `( `7 ?! P- M) l+ ^

AC115V/60Hz 辐射测试

: A. z, ?% ^$ G- T

AC230V/50Hz 辐射测试

1 \0 y0 m( ^' j! ~; @% q

; U& C) b3 N6 J$ X! a3 L