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

* }' i: ?0 S9 P* g* K3 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。
9 e/ d% H* ^: }9 t+ d
& J& \% n' M; l, e4 G6 Y$ M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。
) C1 \9 f! |& U" C% [2 D
, H+ u/ H, K/ P, e- S/ Z1、样机介绍
; S/ D- R* p% Z+ P8 v; t
5 e3 z1 A5 @$ ~. e# R4 m% E, [3 M9 s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。
0 `9 m3 D3 z8 c
/ t$ R% @2 r) G* L- h

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A
1 g) z2 E$ G2 r5 q# }
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。
' X' d, t  D/ T# q# Z
8 [3 B3 j6 l# [+ |0 z* Z; x芯片特性

2 u4 M9 Y  O" ]; U● 较低的启动电流(大约3μA)

* J( W$ K# B! m' q* ]* n, A. B● 内置软启动减少MOSFET应力
. [$ t& \8 E% W9 w9 O" l
3 v3 ^) z. A( ^5 `● CCM+PFM+QR控制模式

● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡

! m, R, B; x! g● 内建频率抖动功能，降低EMI
0 b6 z( B3 H+ w3 P: v
$ ^+ f8 V: _0 \) H0 }% A( F% W' X3 _● 内置65kHz开关频率
% `- e9 o  Z! {2 r: g1 U
● 轻载降低工作频率

● 可编程外置过温保护
, u4 i$ F& s# O# F3 g
● VDD过压保护和输出过压保护功能
& l) }) `: {' @% g, }. U0 u
● 内置前沿消隐电路
0 M. Z' I! s% |0 {; i
& P" p& R7 C, Z% h& H● 内置输出二极管短路保护

2 ]' E* B/ Z4 z  p  e  _4 v8 A● 内置过温保护

9 s% s2 P* T( m8 o● 过载保护

+ V4 R5 J. O# x  O7 W4 g● SOT23-6L封装
" q& N' i# O0 H+ x7 C
基本应用

● AC/DC适配器
. H5 {! r& p! U+ W
● 电视及监视器电源

" s# `1 `2 \4 U2 W4 g9 c0 t● 充电器
; Y) D$ X0 B* m4 S7 {- @4 p
● 存储设备电源
8 }' n2 f( i1 a& }- |0 }5 ]
典型应用
: M: b! Y# s  R" Y9 a9 ]) U: I
4 g4 K' O' g8 Z' {8 X" x3 ~

管脚排列

, e1 Z, _8 H0 d' G

管脚描述
0 _8 T( {/ Y: G/ f1 J/ A; g

CR3012

& S2 Q: i" ]% G/ O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；
+ G! L0 t- A3 v( J$ c● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
) C" K, {- M- m/ G5 M- ?7 A& i● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
$ L* r6 a2 b2 A7 b
* s5 o1 w. B+ L% t7 p6 e9 h3 m4 h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 K. l" Q' U- M- f3 K5 N) j% R5 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。

. n6 ]; r( U5 v7 f, l% T& M- _& ]" v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。
/ B2 p0 `' A+ A
  Y0 I& n2 W2 ^, R  i2、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：
! r: R' ^8 h) n5 F/ `" y- K; O

2.2 输出特性(PCB END)：

2.3 整机参数：

2.4 保护功能测试：
/ D9 a* s% Q# f( [

2.5 工作环境：

1 ]. O- M2 Y; r& W* k6 L" `2.6 测试仪器：
+ T8 T9 b# M0 H  T, f$ u8 R

3、样机结构信息

! H5 g2 c# k6 F2 n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。
6 [, o5 [, @/ T# P8 k
3.1 电路原理图及BOM：
* t# o2 [( q2 V- J0 \" ^% ?6 T
3.1.1 原理图：
  T+ W- H% x, I5 x! }

3.1.2 元器件清单：
* F3 W/ Q- s& r. X

+ G: r) g6 j( ~4 c5 x  `0 C4 ^

4 O8 i6 A3 C2 S# M  Y3.1.3 PCB 布局&布线：

9 h( d- D7 r" p7 B; ~  [! t0 |

PCB 顶层布局

/ ^2 x* c# \$ S

PCB 底层布局

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：
, c& A) i9 t. u; K
1 j. o5 c% _- d0 y

3.2.2 规格参数：
/ u4 |8 O+ @' x
' N/ I: @6 a* n# K1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
7 _) [8 ^$ h8 Y2）材质：TDK PC40 或同等材质；
, k1 S& [3 X! c% d2 o3）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；
; f7 O, q* u! g' v7 z4 e9 O5）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）；
( V9 y: N! i/ p% C7）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；
: n; t8 a  y/ z; ~5 R( C: v
3.2.3 变压器参数:

4、性能评测

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。
2 z. Y9 ?7 X' z: m# r. R
4.1 输入特性：
! F7 z1 n7 W- A  T7 v' R2 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。

; Z7 a% n% ?" U1 k/ K表1 待机功耗
# W8 W7 K3 T! ]2 ^# \6 m

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
+ Q3 |, j' E, ]

表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
0 o- a/ C; ?4 P

0 g* Q5 j  V# T# @表4 效率测试（PCB END）

表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

* {9 k' Y2 E! J& S4.2 输出特性：
' W2 J7 w, ?9 f1 I# L. h4 A7 M
' E6 R, {8 @% {  t. J9 m4.2.1 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 [0 o  C/ U* l3 T4 m3 B% i" Y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。
: g' Y) x0 C: j9 r  k0 @0 f9 B

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

/ Z0 X$ y& y- s" u7 X

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

4.3 保护功能：

$ ~/ u4 v" T/ s0 K9 G2 c8 J! R; P以下涉及过流保护、短路保护的测试。
6 P/ ]$ K8 B/ ~# N. C
6 |5 H- v  F+ t4.3.1 过流保护：
2 n( w4 m0 \6 M$ s* R4 t! z. X

4.3.2 短路保护：

" W* D  d) K0 Y2 A% c( y功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。

2 m+ M' h3 \0 w: }3 r, y4.3.3 输出过压保护：

: N1 j+ i1 l8 S- W$ k短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。

0 P& y9 c2 d7 \3 ?6 |& C

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

: o' `# T. Y, e, M( v4.4 动态测试：

$ w% {' J5 Q8 H4 A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)

  V! W# d0 t. I- R9 u; S* a

AC90V 5ms

AC90V 10ms

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
" Y1 W( i7 [& S6 L9 K+ j; }

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

" p% [6 }( A1 X9 ^; R

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

2 D* {: u7 M1 X( _( f

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

4 q& l1 n; _# e5 Q

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

; `# p6 _: q; W5 V2 P" f( y# {4.6 其它重要波形测试：
0 `2 x5 H2 a: l, c$ i
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

: ]3 ^: Y: J9 j) C- t

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

4 C( x/ I9 w/ }/ u# I次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
/ L# p) W1 J' c* m, W

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

- P) I- t# R' v+ w0 a" U$ q1 Q* T5、EMI 评估测试
& |) T1 l( |! r2 y
测试条件：
1 Q+ d- A; P2 C0 M9 \输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
, I4 u  Y0 S) c, V# I输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
- A! a" a! ?5 B  @6 _限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
  k/ L. G% R! o( Y& ^: g7 I
8 l3 f- H! U2 k/ n- I3 h2 Z. v% |

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

: J0 Z' V" s2 }. L. K9 w3 ]9 X

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

; B5 x* M. I$ v

AC230V/50Hz 辐射测试

* G" Y* ?. t+ E4 w0 v9 b

) B  \9 J3 k# e; \