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

" ]3 V+ b7 J% Z6 P
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。

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
+ H! h* ?, [! J; W5 |& E
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。
  u6 T1 K0 `* m0 Q  ?1 m3 T

6 g4 T/ T( S/ C1 i7 S8 U

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

  `" x& Z- _( O) J/ x" m* FCR6890A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 l0 E; S! }) S! Y
  }0 T5 r! S1 I0 l$ f( I- J芯片特性

● 较低的启动电流(大约3μA)
. j" \& F! G$ d
● 内置软启动减少MOSFET应力
; s! f% t* m, L- y
$ n9 b  h6 d! p% M  z. F● CCM+PFM+QR控制模式
% ~3 v3 m. f3 J3 T, _/ Q0 u2 Z) b
! ]2 n7 ~; f* \/ q2 Y, e9 T● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
4 {: s$ i: H. [- Z2 M; S) [. s
% X# v  ~- m: Q. g) u* a● 内建频率抖动功能，降低EMI

& s( N/ ^7 V$ z2 e% q2 E( V● 内置65kHz开关频率
8 p1 {& l* |# ?
● 轻载降低工作频率
6 o' g# d( V" \% T, P0 c
● 可编程外置过温保护

● VDD过压保护和输出过压保护功能

9 }( o8 m# V/ D' W● 内置前沿消隐电路

● 内置输出二极管短路保护
- q2 C2 v- t6 O$ S" i# N9 f
● 内置过温保护

" @2 @# N. x$ u1 W● 过载保护

● SOT23-6L封装

; S$ C( `# M, i% S+ A. A. J* X基本应用
2 c8 j) r: x- H$ U' C' }! _
: K( K; O* M" R( c. v● AC/DC适配器
* q7 w* X8 C% [2 g( }
- d% y1 K' q1 N& W: }. r7 s' `● 电视及监视器电源
- u$ T' ?' {# M( ^
+ r$ B% w% Z. z) W+ U2 v● 充电器
- L$ t) T! O% ]6 h, R5 b% J# m
● 存储设备电源
+ T5 ^5 F' \2 l; o* J; I1 \
典型应用
6 {5 g( @: |9 n1 C

管脚排列

管脚描述
; Z! |* @9 E% B* W" g- D

CR3012

; t- b" u% f- T" b/ e- F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；
● 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。
4 U/ s. k  s& X/ G% }2 M
& W, ~* s0 a4 Z; o; y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。

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。
# Q8 G$ X5 ^& |. t, N
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。

2.1 输入特性：
+ l  ]- h; W$ z7 m8 C8 _% ~+ v

2.2 输出特性(PCB END)：

2.3 整机参数：
' U: @  L8 V. X/ G; c

2.4 保护功能测试：

6 J- H  ]4 u! {" z2.5 工作环境：
6 s9 b# i7 P/ \* o5 N0 Z- u

2.6 测试仪器：

3、样机结构信息
" B: T" U" B; {
- c7 Y: o# G! e" ~5 R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。

7 b, E* u$ x# d: X. H3.1 电路原理图及BOM：
6 ?5 i, J. Z1 a# c
3.1.1 原理图：
: J: O- }( s* }

3.1.2 元器件清单：

" N$ _+ ]5 T/ _. L+ W

3.1.3 PCB 布局&布线：

: E; u8 L1 c$ u; Y

PCB 顶层布局

& V+ r" T$ X. D2 c

PCB 底层布局

! j1 W; O0 p$ \8 s

PCB 底层布线

/ ~4 H" {; d; L1 ]* Z  F5 r( f3.2 变压器绕制工艺：

3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

" c$ e+ b& J! b6 w! ]6 W. o

3.2.2 规格参数：

1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
: O- [- T) t% ]1 O2）材质：TDK PC40 或同等材质；
6 |% O: M9 i: f8 D  \3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
1 q! x! f( o& l- i4）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）；
" r- _; P  S1 K+ _- |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）)；
+ h+ T( J! `. [" n, c$ l8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求：浸凡立水；
/ ^1 p' Z7 X. s, U& _8 I2 o
7 n; A: A& J* o$ ?" c4 Y3 u3 A3.2.3 变压器参数:

# U0 ]/ ?2 c$ Z; \3 e6 w. r4、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。
2 ?3 z0 f/ A5 Y- [: S
4.1 输入特性：
5 k& i5 y+ B) U' Q! \, J
) n4 g/ h6 ]  F( f* J: }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。

8 Y; \# U5 h0 h2 E8 c+ o表1 待机功耗

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
2 |0 M1 |$ \7 [6 U4 O

表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）

表4 效率测试（PCB END）
' V/ r  o" e' B( Y& o3 p. X2 u

& \2 O2 I% d3 R  L! g表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

6 |- W1 l  D; F8 g5 ?, y4.2 输出特性：

, Z4 \; i! ^, {6 E' A7 }4 J; _, K4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
5 D0 E  ?2 I8 V. E0 b( P

% ?2 t' k: K5 u" A4.2.1 输出电压纹波：

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。
! i% X- c1 Z, ?7 r; D; G/ L. [$ K* _
9 ?/ d& C! g& N6 P4 F1 [! }

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

& k- I$ O8 K% i6 ^; z0 ?$ J

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

' W/ Y2 B# Y* u2 L  S

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

4.3 保护功能：

0 g' z) Y' z# |8 y' |) J以下涉及过流保护、短路保护的测试。
9 k  v5 _9 N9 L
- j5 |6 k1 K2 o$ n1 [0 E4.3.1 过流保护：

4.3.2 短路保护：
8 y4 G  T9 R& v" [, c% A
6 W, u9 J- ~2 Z5 Q8 V( r6 _功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
; \6 N  L6 u+ V7 _7 y, u

4.3.3 输出过压保护：
1 E+ @: n' w  C! c3 K9 ~9 t
短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
: m; J2 M' X9 X, S# W7 i
, |8 @. |- g# y% n3 S

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

4.4 动态测试：
) r3 g" s' C1 r% ]: E5 ]! m
' C+ S# \  E- }; c4 ~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)

AC90V 5ms

AC90V 10ms

AC264V 5ms

# p- x0 X& k+ S& l9 @$ Q( m" q9 a: P

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
2 Y- j/ W+ A! d3 \
8 X& ?  Q' _& [

) X" y9 @: c2 M7 K) o5 i

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

/ l- G4 n4 I& J8 M5 N% }7 j

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

% s5 d+ E) j- I' r( {7 S% O

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：
' j! W& u# Y) Q9 g; f2 R" O* N
8 V: `1 u6 i% y4 w初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
: L0 u% b* H8 b4 G; f
; h: E8 u+ y! y7 R* M1 P

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

9 d$ I6 R- l! q& @

AC230/50Hz，100% Load

9 j/ ]  u' W9 r# [- e

AC264/50Hz，100% Load

8 R9 B  ~* n. ?5 k次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

# E0 O/ R- f: f* ?& ^

AC230/50Hz，100% Load

4 F  G* w& n( E& [

AC264/50Hz，100% Load

5、EMI 评估测试
7 m8 `" k/ o& `$ q/ R
测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
8 M& i0 y9 Y# p$ w/ ^5 T输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
5 e/ O6 v. s1 \4 L  C限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
# W1 G) i) z  N5 |3 n& g
( [9 Z3 k: I& p8 r4 T6 `

AC115V/60Hz 传导 L 相

' D# F) C. `: z* t

AC115V/60Hz 传导 N 相

) k* {. T$ x2 Q0 K

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

' O5 ]5 ^# ^0 v: }7 P

AC115V/60Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试

4 h% v: t5 v' l
) J: a# P7 ~) ~! c7 }& g
6 W- J) E8 u( g8 O) e0 b