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

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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 B9 e* @3 ?1 f$ B  C0 D9 ]: W
& A' n) ^- V; o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。
, g! X' S6 h, p! E# K! Y3 P
1、样机介绍

) j5 B% m2 r6 }  U; N3 `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。

+ `3 z0 Z5 L- F

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。

- v0 C! u& C  D2 B/ ]+ d芯片特性

● 较低的启动电流(大约3μA)
) C' J: A* Q, {' j2 Q
6 ~  ^2 |5 ?5 y● 内置软启动减少MOSFET应力
( j$ q, N4 B1 z4 |7 a+ T( [
● CCM+PFM+QR控制模式

● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
7 C. [3 M0 s+ r" g8 B  p' r
● 内建频率抖动功能，降低EMI

● 内置65kHz开关频率

2 H' j7 X+ ?9 b4 F+ M0 E● 轻载降低工作频率

● 可编程外置过温保护
3 Y  m1 ]7 R- q3 Y% C
% h) b2 W( S2 w- R3 _5 j● VDD过压保护和输出过压保护功能

● 内置前沿消隐电路

● 内置输出二极管短路保护

6 Q# q( s& E" e2 L" ^" O) |● 内置过温保护

  j* S6 f: a- t6 l% `● 过载保护
4 Q& K; P/ s! T& Q- t( `) I6 B
● SOT23-6L封装

基本应用

● AC/DC适配器

8 m/ K+ o# \, R: S/ W$ X● 电视及监视器电源

& H# R6 \; J( m: U● 充电器

● 存储设备电源
' m. S* K* K1 G8 `# Z2 }. i8 K% |, O$ Y
3 @, \' K! X: g2 g  \" @1 O典型应用

9 B) z6 K- A8 Z+ ]

管脚排列
) Y9 k. L! {  R; b% M
+ X) j$ i9 ]6 \( X  S! b

管脚描述
2 F4 s( H) h1 W2 a

CR3012

芯片特性：
" N- v6 Z; ~0 d9 p/ V( L3 s
● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
3 j5 ?4 e$ ]+ h) P● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
. N, K2 ?9 O6 }" X● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。

" D* _2 `; j% r; f* q; 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 _" z& h: M  `: l$ s& f
* \3 }% r8 ?( U* X& 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。
! |9 }. f, H1 V8 J: Y
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。
& \3 q. r2 z  C7 H( b
- v8 y9 L7 O+ z6 k7 H; O( U4 V' t6 s2、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。
0 K; n7 n3 |5 y: d; O+ n
# m! B' f9 }& _$ {/ s2.1 输入特性：
' A; V; M, p  D6 s" ~

2.2 输出特性(PCB END)：

2.3 整机参数：

2.4 保护功能测试：
3 k' i' O) r, a: d  S

9 H! q4 v/ \7 L* e' ~2.5 工作环境：

/ g5 Y8 D/ d3 C$ x: S' x0 [0 O2.6 测试仪器：

+ ~- I! s9 t3 b3 |* F3、样机结构信息
4 {* M" j- z, O
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。

3.1 电路原理图及BOM：

3.1.1 原理图：
/ r0 |, ^: b0 b8 m" c1 i* f! k

3.1.2 元器件清单：
# i3 \& ?8 i: [( m

/ X& d3 @) Z3 y$ e3.1.3 PCB 布局&布线：
: ]0 t2 S4 g, V& B6 r2 ?" D. _7 P

PCB 顶层布局

; R5 r( O2 b& o' f

PCB 底层布局

PCB 底层布线

/ g" ?1 w6 F, `) U1 ~3.2 变压器绕制工艺：

- r, U) |3 v/ W. l3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

) \( d9 f8 w- E2 w$ t

8 q( m1 A: j$ {3 J) l5 f: E+ E3.2.2 规格参数：
) k5 c9 v' l0 r$ {
2 H5 c/ P- I" {; I0 H% Y: `; s1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
( r% U- ?0 I" f2 \' z* W2）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；
$ b! M# z! P0 v  Q% G( R6）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；
5 X1 |* z4 ~  L. C" \4 U- A) O9）成品要求：浸凡立水；

4 @3 x  M( [" G; i7 l3.2.3 变压器参数:

4、性能评测
/ X8 j) \7 l1 e9 }: C2 _: \
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。
" ~1 j/ @( q, K
* d/ S7 t! Z. Q: C* t8 A% o/ q, _4.1 输入特性：

& I3 V7 t9 P5 p7 S! i9 g5 u0 W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
9 y# [( P& X% h8 f! |5 O

6 E' c0 `. Q$ G表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
( {3 Z- T4 s- G! n9 l

表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
. X. n1 ?& {3 v- C7 M0 S* ]6 v

& u+ e' q5 \, u+ ^表4 效率测试（PCB END）

0 m6 A0 @6 F6 \- z! L6 J/ m2 D1 F表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
9 a. |, A$ \$ ^3 I( o

! z: ~% ?- u  E1 g" M1 a4 Y% ?, L4.2 输出特性：
, N$ @, B1 W1 F+ r! c: {, Q* O
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）

4.2.1 输出电压纹波：
7 K8 ~6 E6 y4 h
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。

. \4 u! o9 r' W+ }& n! g

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

" J# z3 }8 Y3 I3 b$ T! y/ ~8 m' m

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

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。

& ]5 ~/ B3 g6 F0 y9 Q, C0 C: L4.3.1 过流保护：
6 g) _% o( n% }" F5 o: o" Z/ q

- \, b5 g2 k8 z6 g4.3.2 短路保护：
3 e7 n5 @* \$ ^0 ^9 ]! x
+ G8 |! n; R! O+ K) k9 W' }7 T功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。

9 q4 c0 \# X- \$ W4.3.3 输出过压保护：
. O% i+ V4 L/ _( |
短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
7 f  o2 g2 n! \7 p' i) E; K6 {$ P3 R

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

8 s3 G) {' i: T/ k. p

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

: }" C) m3 X* J  ^4 t, R/ w# K4.4 动态测试：

* V* X2 N/ a! ~8 H/ X. J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)
9 g$ L) J3 O& G' s* D1 C
. T2 g+ k+ b) F' M

, v9 U0 }! f. ^1 e* F" n  n+ b& ~

AC90V 5ms

AC90V 10ms

AC264V 5ms

4 z, y$ S; D* M; O. g3 W9 [( L

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：

7 i2 d3 C- p8 a  [5 K% q2 d

9 F. p6 b' H/ k) J) V7 |& q# S% h

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

5 l2 S) t* j% `" u) E9 d; R& [

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

( U% r4 ^4 Z1 @$ Y

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

. V6 O, P9 r( j! K. Z7 ^* Q1 W& f4.6 其它重要波形测试：

9 X. f" y& z4 E6 i8 o& b: b初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
  {6 H. }: d% \7 g
9 @: y/ |0 z* M$ a( ]/ g1 s8 y: ^) o

AC90/60Hz，100% Load

. C2 [0 {! {* H5 y& ~) l% r9 Y

AC115/60Hz，100% Load

  w5 W" ?& X4 [; O9 d. q2 ?2 a7 M

AC230/50Hz，100% Load

$ Z* l, K- g2 J! V3 Y- u6 G

AC264/50Hz，100% Load

' N0 G7 H, X9 }( A4 _次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

0 E" v1 U5 n$ m* t3 D# Z" m, W$ h

AC230/50Hz，100% Load

5 B5 j8 U/ Y0 R/ I

AC264/50Hz，100% Load

/ T) f8 d" N- V( C6 F$ |  y5、EMI 评估测试
" i  H" O! ?0 A+ @
测试条件：
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）

3 G/ p) c1 [  r; l! |' s6 U

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

& B. R- p8 c' {' r) }$ h. t- |

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试

( @) f. o9 a  ^% L
' ~: O1 c# w/ G- {" M" Y& V
  k" h4 y. M* u  W