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

) H; z3 P& _7 F& o; 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。
2 p9 v6 k, m! R# c
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。
+ P9 ^) q8 I. ]' l  [! k
$ H0 a, f3 d0 m0 g, U1、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。

4 `3 T, W1 f. V1 R, L

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A
# K2 y1 q3 ~- Q7 k! k9 ?; }9 d
( p; d' l; V% K% n) t) l8 hCR6890A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

● 较低的启动电流(大约3μA)

3 Y4 t' {" M2 n7 z' i$ ]● 内置软启动减少MOSFET应力
# s% M0 U4 g" z& V, i
● CCM+PFM+QR控制模式
6 J7 e8 e4 h  ?. Z$ [$ U
/ R4 |2 @0 s8 i; E: W( H● 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
' f! `6 ~5 Y- D/ |
8 D/ b4 t. M7 r, E; j2 I! N' N1 Q● 内置65kHz开关频率
- i3 Y# Q2 e. x! Z  x& @
- C* I; ~- W2 Q' E' e● 轻载降低工作频率

● 可编程外置过温保护
1 N. v2 q9 G" ]2 @
7 c7 |& a8 ]0 Z. p2 L● VDD过压保护和输出过压保护功能

, x" y, I- b. a● 内置前沿消隐电路

● 内置输出二极管短路保护

3 f9 F7 k) Q, U) p● 内置过温保护
2 ?# [" Z7 B, [9 m
● 过载保护
) u) O4 N6 x9 o2 f/ }- ^! K' s  _& M
$ M/ l8 H6 Q( l: M8 m; x* r7 x● SOT23-6L封装
2 L5 F4 S$ G0 T; F
基本应用

" {- C2 F+ }2 H1 c7 K  E& j● AC/DC适配器

- s% a8 [/ w0 \5 f& E' y  n● 电视及监视器电源
- a. F6 M& u3 ]. X7 x. U
● 充电器
. P- T) |8 h0 i+ o; I7 n4 k) U
+ Q1 Z% {. J7 z- n7 u- ?8 ?6 b& g● 存储设备电源
, R" `7 t- Y8 H% D+ z0 m0 P
典型应用
8 A- Q) `5 a7 u
' C9 C; }) c+ F& M; a. t  l

管脚排列

/ k( [0 J, t# O. \; q% C

管脚描述

CR3012
- [. g- X8 {1 c; c* V
, F5 o2 G: e& F+ u* |) a芯片特性：
7 C% a0 _; L; j0 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。
, _& T+ {; F6 K3 _% S% p! {9 w# j
9 `8 ]8 ?+ |1 ]5 {! v1 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。

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。
! r5 l& s& U/ D5 n9 a, 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。
) s" g9 |3 j) I8 J; X/ _
2、样机特性
# P% N' z9 ~7 P
9 J  |  f. l" H$ s' t7 m' G" p6 F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：
1 ~  i1 X8 h" b7 x* d, c

2.2 输出特性(PCB END)：
2 m% k" A5 X8 S! P

4 k5 X) N* ]; W( B2.3 整机参数：

2.4 保护功能测试：

2.5 工作环境：

2 z, x: _3 Q! \3 }" Y2.6 测试仪器：
: F! {) L9 R3 c

3、样机结构信息
/ W' s9 z; e% D" f/ P' f0 v* ?! a
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。

( I" G3 P; h6 ]( X( [3.1 电路原理图及BOM：
* i" \5 D+ C1 m0 s. i% y, S
3.1.1 原理图：
: s$ z9 ]( B  j4 k6 ~+ f/ a

3.1.2 元器件清单：
- ?$ p# @0 p0 i+ V8 B

3 r. Z$ ?. T0 O$ Q

3.1.3 PCB 布局&布线：

! O3 A& G( u- }# s- z

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

& t3 P% x0 k+ t+ @

PCB 底层布线

3.2 变压器绕制工艺：

( R9 |/ a% Q/ v3.2.1 电路示意图和变压器结构图：
' o( z9 u/ Y0 J/ a
2 D2 }8 `- H. }% a% C3 |) a

3.2.2 规格参数：

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；
% ]1 p8 \; n) y: }' G5）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）；
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）)；
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求：浸凡立水；
2 S, e  e1 h1 n5 S. W5 x) D
3.2.3 变压器参数:
: b/ ?5 J3 Q7 O7 e2 F" s: ]

4、性能评测
; w/ `1 o2 k! ]  l7 H
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。

9 @, [2 P& U2 `  ^: V8 z) f4.1 输入特性：
& j# w9 @7 y1 h! _& ?! f
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
6 a' ?( N5 I6 i

/ X( L/ N# }5 d  U" D# G表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性

表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）

* g7 j! W8 U- l7 _2 M2 j* q& Y7 g表4 效率测试（PCB END）
% }! L& p, O, S9 \( P! b7 ^2 U

表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

( m1 x; w& @6 z+ r' Q4.2 输出特性：
* X5 j8 @' ^$ E" Y. u
- {: s3 r. U  W/ r4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）

4.2.1 输出电压纹波：
4 |& [) A  L$ l4 D4 v; c' Q
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。
5 O. ?6 Y6 W% L# v5 a
) N+ [2 _) w  p9 a; {& r7 h

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

) K9 U& U6 T: E( @1 K8 F* N! M

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

4.3 保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。

+ Z+ b8 {7 A' ?3 ]' K/ n9 _- E& w4.3.1 过流保护：
! A, Y- F. q$ r( I! f. d8 G/ f

+ v, h' q$ ]9 E; p) p3 J  w4.3.2 短路保护：
& }  V( e* B7 c( i  j! V  Y
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
& d! n1 p9 E9 H( {1 Q  u8 {. v

+ a( j: y$ x- `6 M4.3.3 输出过压保护：
% O, S5 @. a, t2 A) J! C
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

7 I3 A# F; A  i( R: U/ v

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

0 S3 Q$ C5 ^* E9 `- B4.4 动态测试：

" @6 A. R$ Z) z' D/ w7 d  o' D3 M% r& ]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)

1 q0 ~6 M) `0 S

AC90V 5ms

% ~$ F$ v* C% }& r8 Z% ]; O

AC90V 10ms

AC264V 5ms

* z# Z6 a& h+ N' q9 I  o+ l

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
, Z; ^$ |. Y' s& V

/ P! _! u3 v7 i. q' d

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

7 j% ^7 A6 I6 I

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：

初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
  a! h8 Q4 q5 {5 l

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

' j, h* p8 l  T6 Y% w

AC264/50Hz，100% Load

次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
. W5 ~9 \  Z8 S: l- K

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

6 [) n) @5 a5 d- f4 L

AC264/50Hz，100% Load

5、EMI 评估测试
3 C3 N, A8 @4 G
7 f  N! S0 U3 F测试条件：
& H5 B+ @  l$ U4 ^. i7 w4 G输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
% E7 T" D2 C& s6 _3 h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）
. k9 B/ ~/ F9 _
# v0 l7 }+ [  M! u4 Z- G

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

8 |3 o8 R! Y7 ^% L) _! H

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

' \& |( I5 \! P3 }6 |  s0 o

AC230V/50Hz 辐射测试

1 g" p6 n5 d. J2 _9 z, h6 O