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 O/ B7 X; }4 H, p
- V. ~5 g4 O2 E7 s) I3 R5 a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 b/ {1 T* O0 _3 q! j' i
, u. ]8 {2 W0 G' s, E+ X1、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。
& X8 |# T3 U- z; e) n4 |
% v* n7 j8 L3 G

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

9 v4 W# O# A1 {. C7 eCR6890A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。

芯片特性
! ]! P  q3 w: ^
! h! C% c' s( w  d3 y● 较低的启动电流(大约3μA)
% s4 Q! K3 K& W4 F2 K/ O" D
% B# a4 p1 u: Q) R● 内置软启动减少MOSFET应力
/ _  ^( O6 T( ^+ J2 J% Z
● CCM+PFM+QR控制模式
0 Y+ A# M% {7 e% W
● 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
3 L5 t9 z$ ~* R9 W$ N
) G# V; a- I8 B+ ]5 o' v2 [● 内置65kHz开关频率
8 G; N% [& ~: B& g( k$ [3 o
# l1 c) M% i: A● 轻载降低工作频率

● 可编程外置过温保护
+ U. K) D6 C6 F" V. o" n6 {# d
● VDD过压保护和输出过压保护功能
" M, e% a( V6 E% G1 o) b1 R+ Q
● 内置前沿消隐电路
. ~! u" n; Y8 G! R
1 L* L6 R7 U& k3 x* {2 u1 T) L● 内置输出二极管短路保护

8 @" I: n# f3 r" D# R( `* J+ m● 内置过温保护
, y$ K* j7 w( r8 h7 m
! c6 }' C: r- _9 f8 K● 过载保护

" D* B7 P# G& y! G● SOT23-6L封装

基本应用

● AC/DC适配器

● 电视及监视器电源

: U1 c, W5 ~% s& |6 ]1 b● 充电器
0 T2 ?' v$ s$ k: d
● 存储设备电源

典型应用

管脚排列

管脚描述

CR3012
! G* K+ V8 `3 V
& {" Z0 }' u" k芯片特性：

# A. w7 A: l3 {* a; `  U● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
% k# W7 v4 I- s4 Q8 I) a5 X- Y$ G● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
  t+ w% Y0 E. o+ |) f# l● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。

- |- G7 r* x$ K4 S% ^4 _$ K, e6 _0 K- I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。
4 V8 D2 H8 [, {
. c3 P. y6 `3 U0 y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 W  k# D' V/ V( T! G+ M5 U
( R1 o: A/ _) z* t+ P7 L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。
( d1 ?0 {& M& r0 U" m
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：

  O: m5 p' |% d2.2 输出特性(PCB END)：
: w# k7 ~- Z" C7 }7 X4 ~" t

2.3 整机参数：

2.4 保护功能测试：
: a6 Q* P% e& p  G3 s( y* Y. O# O  z5 `

* m+ y. P9 Z2 C2.5 工作环境：
9 S8 U# y4 `" d! ~- @

2.6 测试仪器：

8 |4 ^. G. G4 ?5 |2 D! o3、样机结构信息
0 c5 C, M: I+ J$ e
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。
! P: K. Y5 g- _# }% b  q
+ n) m% H3 M5 D2 M. L. c/ u+ ]3.1 电路原理图及BOM：

5 G! ?, O% B/ A. G' U3.1.1 原理图：
6 }' _& g! l4 D8 {3 I2 k0 \

3.1.2 元器件清单：
& B- F4 a3 T! B  D

# {7 F+ v5 b2 |5 n" Y4 P3.1.3 PCB 布局&布线：

) N' o6 R( V2 P9 E8 M$ T

PCB 顶层布局

: j; r+ y$ a$ z0 ~  q5 ]

PCB 底层布局

PCB 底层布线

6 n: Z! T7 \( d; a" `/ N3 j3.2 变压器绕制工艺：

2 E5 w) b. y: A, P3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

. W; v' U# c! r& z

3.2.2 规格参数：
5 f) l* A  ~% ]3 ]0 I) u
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
4 g% U# y7 U7 @# }1 m3）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；
) r2 B2 c$ K8 c& [; j" s5 g6）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）)；
( q* Q3 Z0 T/ k. u/ P; ^1 X4 w5 @8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
  F- _# h; K- L! f; `9）成品要求：浸凡立水；
. R" g- N6 B% K1 W
0 N$ z1 L9 T0 N  G3.2.3 变压器参数:

2 E# |" _7 C* t" M4、性能评测
9 W" f" y" F" i% k; j  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。

5 d* E9 X+ ?- V9 M- i% w4.1 输入特性：
$ s0 \$ |: ]/ _5 E# B/ O
- Y; E! {' I( _* }6 X% X  g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。

9 v- D* z+ ^# F& m, ]8 O- w$ R9 d表1 待机功耗
. y, k% w9 L( `

7 v7 k% W0 d/ N2 o/ y/ o# M5 t! w表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性

* Y, c+ L7 L* L表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）

' q. L  U7 m+ I& V* m. O" s0 W表4 效率测试（PCB END）

3 y/ d; ]# T* }& X表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

4.2 输出特性：
* z# L" l$ p; G( k, u7 }1 O9 K
. T' H/ @+ K% D( N8 `7 @! O4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
6 o+ n$ I- ]1 F, V& |

4.2.1 输出电压纹波：
( |9 q. j; S5 B3 {. ~# o
) w' O/ W& ~0 S; S8 K8 [. I; z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。
" c- M. X; b( [* o" l% |  |

0 X5 {3 p" J: R, ]( E- p8 c

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

0 T5 X1 l3 y# J1 }  C7 H

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

0 V! y; Q* P5 y8 B0 P

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

) f+ o$ Q6 t. U

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

4.3 保护功能：
. h& P# B0 b, y9 m" ~$ ^" x2 R
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

! p8 j+ f/ t! B+ F. o1 t' l, Y4.3.1 过流保护：

$ C6 p; B- d/ l! y- i6 ?4.3.2 短路保护：

$ `0 Z% ^! W: J2 _  u* x功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
! C9 M, |9 n0 t. T3 d

4.3.3 输出过压保护：
+ ?) v; V& A. T* U% |
* `! n' Z  V' V/ @. A& P/ n& B短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。

( E/ y' X2 I0 k

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

7 B! Y; m8 Y1 o2 ~* z/ @& _" m4.4 动态测试：
- K0 t! p* [8 y3 E
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)

' }0 [$ a# w  |4 _1 K

AC90V 5ms

4 y" Q; K" P; }. E9 d; H

AC90V 10ms

% g1 f1 X9 \+ j

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
+ G( [8 J) F$ K) E  P4 ?
& ]: x4 [' n8 Z% h. \

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

; g9 |" X  \) L& |$ Y- @

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：
! v+ F5 F2 R6 A
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
& M+ g6 a" u6 v$ d
) S6 ^- A: l/ o/ r/ e

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

# t2 _  A9 t5 U; L( Z. ?

AC264/50Hz，100% Load

次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
, d4 q& v8 M1 U/ E" f

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

  N0 |& [( Z( Q2 ]+ N7 G+ ?& A

AC230/50Hz，100% Load

) ~: R2 u: F# ~* x# Z4 T

AC264/50Hz，100% Load

5、EMI 评估测试
. I% `- j' G& a/ o
测试条件：
3 o! B" Y# S; i9 ]输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
" ]( p! V# |1 r/ U4 ~3 ]限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）

7 H5 V6 F; k0 U' f# O8 J

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

1 O: Z; [, O5 [/ D% G. b

AC230V/50Hz 辐射测试

6 Y% d7 J6 G! y/ C# `/ P0 P
3 h/ U; O5 R5 M6 e3 x8 x