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

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。
- y$ Y  |- ^6 W5 c& A
9 t, T& g; @1 s3 ^+ U6 G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。
- l) q- L7 q: W! e
0 r( o" t' N+ [8 ^+ I7 K1、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。
; i) w! R: G7 X6 T' k. r1 A# V( k

( D- j3 q0 x* u6 l" V7 M

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

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。

1 U! J$ d+ U( }% R+ P" d" D9 E" s芯片特性
: P8 U9 F/ @& B% V; c
● 较低的启动电流(大约3μA)

● 内置软启动减少MOSFET应力

' P& R; w: X, {0 B% y; I● CCM+PFM+QR控制模式
& [1 m3 z3 B" w/ u6 g6 k
● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡

● 内建频率抖动功能，降低EMI
' v' f5 x4 a: i7 ^+ R5 u" _
● 内置65kHz开关频率
% ]4 z6 p+ E( a' t
● 轻载降低工作频率

● 可编程外置过温保护
9 ]4 v4 g' ]4 R4 }7 v
● VDD过压保护和输出过压保护功能

● 内置前沿消隐电路
1 k* P4 D) @9 N  F
7 n: u/ U! }7 R) {7 n6 o● 内置输出二极管短路保护
" {1 K! }" I; z: C, V4 W
6 G& \( \: h! M' M1 g7 @: N. }1 H● 内置过温保护
0 B  Y+ Q  y; W6 l
● 过载保护
* R4 e: D* O9 R% ~" |1 W
● SOT23-6L封装

基本应用

7 ?( V9 l8 y. a5 Y● AC/DC适配器
% W  H/ y* O5 \! C( E
- ]7 x% J/ E5 I5 a● 电视及监视器电源

+ a; N9 j; M' t! f9 o● 充电器

● 存储设备电源
* I" A' I4 Z3 I0 F) r6 {! R
3 @- V5 F3 |8 _/ Q. v9 Y典型应用
% W, ~1 D  s" X1 k( \5 t* g* ~. \7 n

管脚排列
. [! V5 J; }3 u& n

  s% i2 }+ s; L  M. F# s

管脚描述

CR3012

; V* m; f3 d/ h* a# ~$ ~/ A. ?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；
# d1 S- q% O  L● 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。

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。
+ }9 @" [7 C+ c
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。
. e$ D' j' h' H  y
3 C6 C5 f, P% B3 I, t  h- c7 i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。

5 z8 g. J8 ]& b+ O" v9 [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。
# |( u0 j* L. l7 @. a) M- |0 n
6 F: ~! M) ]& l8 A0 u! W2.1 输入特性：

! H- N# o3 J; w6 e% M" q. v$ q2.2 输出特性(PCB END)：

2.3 整机参数：
) S: _* @+ ^% c+ }

2.4 保护功能测试：

0 P5 X, x, H8 T. j% r% A" D2.5 工作环境：
' C) u  x" M* s7 H$ z8 L/ A

; n# x( a8 s7 N$ }7 B2.6 测试仪器：
; m3 p5 X6 i' h' ]" A6 {7 I* M

3、样机结构信息

; F" U! Q$ I  L# I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。
+ m  f- b4 b1 ?/ M6 p- Q3 u6 l& L
3.1 电路原理图及BOM：
8 n$ O' {% H& S, y/ S; y
3.1.1 原理图：

3.1.2 元器件清单：

3.1.3 PCB 布局&布线：
* T2 h$ H$ }# Q# Q. l6 \% W- y

PCB 顶层布局

9 G) F% S# e5 l6 m1 u6 I! T" i+ U

PCB 底层布局

1 I( E, ?& I# H/ z+ }% |

PCB 底层布线

3.2 变压器绕制工艺：

3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

& b  P' }7 `# S- t" z; p% J

/ H* r1 }3 m" s! C9 `3.2.2 规格参数：
4 p; a. m% s3 M
% N) M, S8 C+ \, f" p* C1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
. X9 g2 i2 A# f2）材质：TDK PC40 或同等材质；
; ^' z! {/ D' }% g. X3）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；
/ ^% y; e* |  R/ H7 Q6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
% d$ I6 g& A  v' o7 l" s, S7）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；
9）成品要求：浸凡立水；

3.2.3 变压器参数:
1 _: {7 T/ p1 T& |: a

4、性能评测
; a+ M4 J! ?6 }* O. {$ c. R: f  y
! B  Q4 j6 i' b7 v7 z; D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。

4.1 输入特性：

1 _, w" C3 [% W0 k$ H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
7 \) v9 `2 c/ o3 c! [" v5 M

: c$ j/ k7 h! I" x; H& o5 @表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
% T  j8 Z- H% N/ L- |

* g+ ]3 x* W- S) ^表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
/ u2 D& o8 f+ |

表4 效率测试（PCB END）
" u+ K7 t5 e( G1 `1 d

表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
. U7 G, L: I, P. p( {/ A5 s5 b

+ m9 h7 _; P0 D" C4.2 输出特性：
* j( F( r8 Z9 N7 e
* S5 A3 j3 Z6 B; F4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）

/ \% Z1 r6 r( P/ T5 ~. f4.2.1 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。

+ l0 }6 x2 n" ~+ B! ]0 {. @

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

8 B1 P0 {0 F4 Q: M4 W

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

4.3 保护功能：
5 l! r- ]" C$ V& |; {
$ P4 U- y% Z" R+ h- g' O9 m  W* \以下涉及过流保护、短路保护的测试。

  j4 G) \- O$ l4.3.1 过流保护：
& m( S; P" d1 S9 t9 v

4.3.2 短路保护：
; e% O7 }; ], \) `
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
7 B: t; [5 X: m6 `2 U; j

4.3.3 输出过压保护：

3 w6 w, M: D% e  U) I短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
3 g: v2 i' Q9 B! [% E) l! K

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

1 [0 ]) z; R; a4 ^+ Z  b3 D4 U

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

0 `2 \. q( X6 [3 C& y4.4 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)
- N' ^6 \. G! t2 {

5 F* H5 Z  ~% X7 Y! }; p# n7 U

AC90V 5ms

6 z# h: u, V% ?+ x9 S

AC90V 10ms

9 n1 i8 X1 b" w2 K! u# y) Y

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

6 u% c4 w8 W' n* A7 W8 |

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：
- E; m- H/ t0 r9 \5 t: e! _
8 }) ?8 V  F1 s5 l( `初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

( F7 ^. k/ g( x/ N

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

# K6 R2 a( ?0 h1 S0 ~" X% r次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

+ n: z7 R5 m$ J, J( j8 `

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

9 l1 \: M  s- D/ m5、EMI 评估测试

测试条件：
- c" n# S; t; W# e- I2 i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

AC115V/60Hz 传导 N 相

) P0 j) K. d2 u% ~3 o" X( i& k

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试

! T( ]6 F1 D3 o7 e1 O
$ ]7 f/ o5 Q3 L
  O. A! G" ?6 T, z0 p0 G