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

, D/ h5 n' L- \6 K* Z
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。

3 y; G6 D& W, R0 ?* Y5 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。

9 R) G3 B( M$ R$ S  w% z2 k3 g- a1、样机介绍
8 k6 i# F  b9 z# T/ P
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。

& T1 E$ |7 Y+ L

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A
( `. g8 f# W( ]$ H
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。
' s& S5 K9 B9 g3 p  U$ [' V9 \
芯片特性
) d9 ^& ^) x; p) {
& H: @# [+ n. u4 ?, Q. v● 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

- _4 ?- p. ~7 O; f6 z$ }7 U3 Z$ U● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡

4 a( n7 Y. z! n9 e0 f● 内建频率抖动功能，降低EMI
; ?" D3 E7 Z) @+ A' z# ?+ l  K
● 内置65kHz开关频率
" B- w1 ~6 m. G$ w
● 轻载降低工作频率
1 s$ I+ s2 v$ ]& M4 f
● 可编程外置过温保护

7 |8 O/ a3 [1 A● VDD过压保护和输出过压保护功能

& o* @3 R8 L6 e% W) W! I6 w● 内置前沿消隐电路
0 K' P2 z6 j! L5 T
● 内置输出二极管短路保护
% t# f- H1 t. W3 V0 ~, ?) P: K
● 内置过温保护

& `9 h  `# f, d5 G8 p$ @) a! t* n  R● 过载保护

+ M$ W/ a8 v: a+ c/ N: n. C6 b, |) G● SOT23-6L封装
& n' p: v' r0 z3 j/ i
7 \1 F& A+ L- U8 Z6 I基本应用
, _( t6 _- l- T' w0 r$ Y3 j. M
! n+ F! |! ^8 V# b+ B● AC/DC适配器
' i) r, X3 X: C
+ y) F! A1 f2 [" \● 电视及监视器电源

● 充电器

7 M6 z5 C9 z3 F3 X● 存储设备电源
/ C. L6 B" k1 d; ?2 X+ @+ m% U) F1 g
典型应用
0 r% v7 m% ~! v- c
) d* ^7 T$ V: x/ k2 K3 b) I

管脚排列
5 ]  h8 L& _8 F" V* I6 H) F6 x( \
  F! B+ l# s* j  V9 p3 N7 T" R
9 G/ o# A8 X8 b5 A- }0 a% F* H

管脚描述

CR3012

芯片特性：

4 g& B. Q# D, ?" Q' W● 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。
1 P( L' N) S, \2 ]/ N
+ U; L9 P5 v& J0 p5 z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。
0 [9 O, O+ Y, c( J8 g: V4 s
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。
8 V0 t& F4 |6 [2 b3 |
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
0 C' s8 E" i$ L0 J- w
8 Y+ f; ?; H" O7 }( e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：

2.2 输出特性(PCB END)：

+ Q. Q; |' I# {# h1 a7 Z8 w2.3 整机参数：

2.4 保护功能测试：
, O( E" q0 `: |8 s- I+ z7 m3 C

1 V  p4 \- [1 ?% e2.5 工作环境：
- J8 [* p0 N# L1 l% [1 |

$ |: }9 m( E6 P% f% F2.6 测试仪器：
) b; V: z; D. H" Q

3、样机结构信息
& s3 a/ ]6 e0 w6 }. g, p1 t- B( ?8 g
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。

: Q4 T2 p& V: }3 N3 J4 J3.1 电路原理图及BOM：

3.1.1 原理图：

( q9 p" V  N: `+ s

3.1.2 元器件清单：

  [6 m9 Q; _, e

  A/ q, L! w; Z; L5 S: `, D/ K3.1.3 PCB 布局&布线：
8 [: ]5 A( ?+ \9 ^+ F# ~# u1 E+ q
, u( f( `% j, D0 d" f, c9 e# w& T9 H

PCB 顶层布局

( P0 |0 _# ~" p/ q, S& w& _4 o2 ?

PCB 底层布局

PCB 底层布线

3.2 变压器绕制工艺：
& I; B: Z% V5 X( E* f
$ Q% H" t0 P* A( A3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

9 O% G/ V0 P- \

3.2.2 规格参数：

7 ]4 W+ A, `1 \5 B+ h3 Y+ l% @% X$ C1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
1 h* Y/ \+ O; Q; @; g+ E$ ~2）材质：TDK PC40 或同等材质；
- S% r# ~' t  S3）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；
( @; H% C1 \" R* @( K5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
) I' F2 g8 ^9 L+ l$ \6 r2 {6 s6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
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）)；
) V3 i  v( j8 G9 [$ L$ w) ~2 ]8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
- E( {) o1 n& ]3 ^9）成品要求：浸凡立水；
% I% }+ q; q" y* F! J1 L
3.2.3 变压器参数:

( k8 P$ g* t/ H4 I* J4、性能评测
" a8 b: l( F( @) Q* S/ ^
( o  U$ K" {+ R, |. Q  F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。

" Q8 U6 D2 Q3 t7 M+ }3 }0 w  E: j4.1 输入特性：

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。

. L/ v  R- a* O( c) S$ w8 @表1 待机功耗
! R; g! s4 x* S9 d" q2 q: R

& Q  q! V' f  ^; c0 K表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性

$ H! h: U7 m6 r" |$ U9 n8 `9 F表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
( F; [. p4 q4 O9 `/ c2 E" O# r

表4 效率测试（PCB END）
. l8 C6 E' x5 Q$ @6 b+ y

1 K1 B5 A5 o% q# L' h) @7 j8 P表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
0 o  @7 s5 ~9 d

- M, R+ H9 m# t$ R4.2 输出特性：
+ J/ I- e- E, R
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
5 b" U9 W+ I5 Q. x# d

4.2.1 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。

8 m5 m2 b6 x/ e# a

+ {" q& y6 \5 t& o

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

4.3 保护功能：

( Z1 k  ?$ {. m* e! E$ _9 a以下涉及过流保护、短路保护的测试。
6 }% o! A  R# {
4.3.1 过流保护：
% [& U: `4 r9 N/ w8 f  a  R6 U

4.3.2 短路保护：
$ F% V! G. U, i- ]  B
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
" t9 S; G1 w- q

6 c' p0 J! w5 [3 h$ ^9 ]. |4.3.3 输出过压保护：

% j0 ^  [% d+ p+ W, j5 K. _1 E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

0 O! k* @9 _9 J+ F5 g$ T/ E6 T

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

4.4 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)
8 l8 v% P3 w1 }7 u# b$ b
, A+ @% a. P: ]% y  h4 u" j# G

" U! ]+ `! @- \4 g! `+ j

AC90V 5ms

% I/ f; f( P( X

AC90V 10ms

AC264V 5ms

0 d3 y+ D. u( Q$ r7 j

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：

. r8 f6 d1 ?& r1 R, b0 y# @

8 e  y* m% R3 k$ s! N& ~1 D0 O( b7 R& K

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

8 _/ N* t; g/ m( [

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

: p1 t8 {- j4 j& {0 `4.6 其它重要波形测试：
: f# i3 D/ L- P2 s, Z+ r* k# Y
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
/ H  d4 u. \- }
8 B4 P# s5 o- R

AC90/60Hz，100% Load

' J' B3 _8 o$ Q  N6 @' s

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

7 b$ `7 M5 i: p# s次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
5 T  }' |* n) Q! C4 b+ n; R3 l

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

* [* p  w" o( S  g# V4 e+ i) C, P5、EMI 评估测试
2 j: T4 b6 x) O, E
4 _8 A9 i1 x0 G6 D测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
7 B: n. Q7 e' L4 s* Y8 A& j$ `限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
7 a' @1 ~0 `" A
% r9 k8 _* \/ k0 t% h. X

AC115V/60Hz 传导 L 相

: I: ^& k/ O; e, H7 e3 d) G# A

AC115V/60Hz 传导 N 相

/ ]8 D# R0 s: Q: I" F2 i

AC230V/50Hz 传导 L 相

  ]$ e" K" u7 q# M

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试

7 q2 {0 ~  D- t

% H" T8 E6 A  y1 ?1 B. ?