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

- t  p2 S5 r- \! J7 s
1 o" `  W$ 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。
8 F, [8 U& J: q& x
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 u3 U7 r. n$ ^0 \2 W7 q3 p7 r
! t2 {' x4 Z9 t1、样机介绍
6 t& h, ^3 p, S3 z' @/ q
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。
7 |, q0 E8 t0 N5 @8 H# s
" I  ]8 B4 a. [+ U! o: {

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

% t. h' |8 ]7 D6 dCR6890A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。

' W0 L; d! W3 B: G" s4 k, }9 [芯片特性

- H' G# K3 T! t, A' ?* T. N● 较低的启动电流(大约3μA)

0 \$ L1 M* n+ l9 U( ]; y● 内置软启动减少MOSFET应力

2 _4 d4 }" Q$ G" b* t● CCM+PFM+QR控制模式

: ?: ^+ f. @( I' U! [  s● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
* K9 f) C1 C0 n% r6 n: t
7 f1 E0 O. f. y% b# D● 内建频率抖动功能，降低EMI
& |; {" {) C1 l  x' c) B1 G
2 R& l  J* D' F1 l( \● 内置65kHz开关频率

● 轻载降低工作频率

3 t' n! J1 X7 m# ?, M: [● 可编程外置过温保护

) l; Y  R; w' X; }2 P( z● VDD过压保护和输出过压保护功能
: [. p* e1 o; }
● 内置前沿消隐电路
! M$ t6 @/ K8 u# C, M! J+ Q
- \# H) M+ |7 A. X/ V● 内置输出二极管短路保护

● 内置过温保护
' n( x2 G6 V0 a1 n
● 过载保护

● SOT23-6L封装
4 L6 j3 X' H4 S
3 P& q3 F& _( p7 m" m6 Z6 x基本应用
6 e, c6 r7 l% G( d& G7 k; y) K$ X
0 L. I3 `  L: |1 @- X1 D! x● AC/DC适配器
* O7 Q3 q- q. t$ r+ [/ ~5 I
● 电视及监视器电源
8 D# k/ |1 y; k* [7 o9 r
● 充电器

1 Y! T3 x8 t9 @' l4 [● 存储设备电源

) ^+ c: j/ y, b/ o0 c& o! @典型应用
0 t7 Q; ]+ W& o4 C

管脚排列


7 Z8 y( H, p' s6 U. V

管脚描述

CR3012
! C! o9 X+ P9 y8 g
芯片特性：

$ f. k9 g& o% {  F5 p4 p& r$ H● 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。
* {, c  N" R) E1 V, i9 ]
) f, u% o' T: I2 l& V* f7 G+ r* ^* X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。
' v& M: m3 O/ M" F
: u$ J7 Z. c4 T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。
! ]3 j  J+ P" i6 h0 ?7 S& o
  q8 T. a3 d4 q( p% j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。

2、样机特性

2 x0 M3 @! r) \# o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。
; [4 ?/ _2 l% ~4 P. A/ L
4 L" }+ C+ D. R* {; j2.1 输入特性：
: I) f; p3 e/ A1 X

2.2 输出特性(PCB END)：
) d4 v5 h( u9 e: S; z

9 \+ ^; L. z. q, w2.3 整机参数：
9 l4 ]2 T6 T9 t8 e2 c

0 T$ F. y- C5 W6 t2.4 保护功能测试：

* ]7 d; h2 u7 W1 L  {+ q7 e2.5 工作环境：

2.6 测试仪器：
' r: I2 L, O& t& ^& Z; f

3、样机结构信息
! t+ Y0 Y8 ]1 `4 l
: E, R0 b: _# P% X0 M( |4 e/ N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。
" p7 U' ]5 _4 i. e; R* I
3.1 电路原理图及BOM：

3.1.1 原理图：
; G5 T* q# x' q4 q$ b4 [
* A9 i. h) ]. s/ m* u

3.1.2 元器件清单：
# a+ E, _  k& h3 I# T% Y5 ]

$ P( X- o1 k; q# U) v6 _

: i, f) t8 Q" l: o& d$ Y% h' A3.1.3 PCB 布局&布线：
" k* k8 ?" T! R7 e$ R
! [7 s: Y+ H" s

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

" G# z7 S2 H/ C6 o3 p, \% d8 C

PCB 底层布线

' }& c# C- h* A3.2 变压器绕制工艺：

( b- R3 ~. M' r' G3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

/ D; z: _$ W4 [0 T' g' E! I3.2.2 规格参数：

% a! C4 {- r2 F/ U; ^( Z, H- \1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）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；
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）；
4 P! r! ~& t4 \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）)；
; Q" z" j8 n# ^1 o6 A# b8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求：浸凡立水；
) w3 s$ j/ w6 S
3.2.3 变压器参数:
: T  e/ y5 Z  G: t* C- S' R8 t& d

  }8 T7 k- h5 T9 Z7 H4、性能评测
/ e) ~+ E" P& Y% h. U
3 C5 x& r9 O& s6 t4 p$ r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。
; ]$ _- D. ~! A) I9 Z; O
+ R2 B5 C8 `, H. K+ ?4.1 输入特性：
" c, p) h0 _+ @% Z) Z
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 ^& |/ q  N8 Y3 X* O0 \% x* O表1 待机功耗

, F1 z! ]6 p( \9 h8 `3 u! r; ^4 u# _表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
! v5 |% H9 O2 \- Z7 }8 u# c. H, Y

( i9 ]$ i; C+ ?' T$ m4 J0 I5 a表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
1 |( V# l% V) d

表4 效率测试（PCB END）
3 c1 p2 e3 N6 k

表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

0 `/ B# c/ h# I6 S2 @4.2 输出特性：

4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
/ g# N7 _" M" ?! l

4.2.1 输出电压纹波：

  ?; r. m+ V8 g# y# Q' [& 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。

3 u4 Y+ f, z. |1 e

; G2 y& c6 T3 J+ |  f

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

, b) m5 l( g. S4 N& C

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

4.3 保护功能：
' h- g1 d  z$ T7 d6 ^& v1 }% w0 p
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
" O' U0 q. O4 I# b+ ]
4.3.1 过流保护：
7 _) x) w2 q7 E# ]8 T

9 d4 U$ F- P/ s4.3.2 短路保护：

) P+ b0 M7 W2 {( N8 Y4 E功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
( V% `3 a7 g5 l! r, `

4.3.3 输出过压保护：
$ m8 l4 ]7 k( @% B6 V; \- u/ z0 E1 d
短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
. D$ a1 d/ w  p3 O

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

7 ]! C5 _& r: R3 n+ q4.4 动态测试：
6 I- F1 `' g% h) z1 ~
" i8 t  o( m) k" u3 N* ~4 Z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)
5 R5 t4 m% @# ^0 X
0 A% [* V. {$ n& s1 m" O1 ^

% V+ u% S% e6 k1 j' v( g  _

AC90V 5ms

AC90V 10ms

# S6 V) b; ^7 j% ^$ d4 E) x

AC264V 5ms

. _; s0 Q7 J/ @% `8 I3 T% I2 d! G

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
8 Z) h$ X* g# }& g) g& d
: k, e5 J1 i- I! [( Q$ ?8 A$ V; v/ u

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

! e+ W+ Y* |) d) b# V% H$ H

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

* s/ t1 d3 o# Z7 d

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

0 H  \* H5 I8 L0 I

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

/ X1 b) }- Z: d4.6 其它重要波形测试：

初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
' p$ z; P+ j. N, X2 w9 {
' C& j7 |  J/ {

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

6 o7 L: y/ K7 G: M  I

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
3 i5 f- i$ \! L7 t$ I1 }

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

5、EMI 评估测试

测试条件：
9 l& w3 N' L0 }* ]: h; b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）

AC115V/60Hz 传导 L 相

. k3 E2 \/ `  t9 |3 t

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

4 Z0 E: C. s1 R/ g/ I- ]4 A

AC230V/50Hz 传导 N 相

0 A% ~& k4 s4 `; z

AC115V/60Hz 辐射测试

& o8 A4 J& K8 L) Y5 l. N. n% j

AC230V/50Hz 辐射测试

2 Q5 Z; D$ E* R% h% q$ ^/ x
( |  _5 @+ a* n0 Q  ~