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

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。

) T/ j" T3 Y9 j' S/ j; Y1、样机介绍
: u, M  F* z+ h% e* j2 }, b
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。
8 r! g1 t1 A  X# v' {! C; ?( N

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A
$ F# n1 U; ]1 M8 ^( s2 n
& p9 F: b. E0 e$ ^! aCR6890A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。
1 r/ H0 Q) L2 w( T
; B4 b* ?& Y, ?  G$ U芯片特性
2 o7 o4 r5 m' u2 \! L- q
# V/ ^/ p+ J$ z' V7 G● 较低的启动电流(大约3μA)

● 内置软启动减少MOSFET应力
( Y: _/ c  e+ ~4 n8 S  q
) |. }. |6 [9 u- \6 _● CCM+PFM+QR控制模式

$ {3 L# w4 r& a" [3 F/ o. r● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
3 V! w5 q: r- i) `: N% I
● 内建频率抖动功能，降低EMI
/ N0 E% e, W  R" {$ i1 C7 s4 K# C
● 内置65kHz开关频率

" V4 a7 {$ [8 `6 \3 \2 C" z● 轻载降低工作频率

8 D) a% Q* P) m$ A( D● 可编程外置过温保护
3 L7 z% h# F! L
● VDD过压保护和输出过压保护功能

! Y' R! s4 ]& B) Q/ p+ K● 内置前沿消隐电路
" j" R0 A1 G) B" I" E$ M
0 P' F9 x2 ]: l' |% h  B- H- Z● 内置输出二极管短路保护
2 V* i0 e" W* R
, l1 C+ Y4 R8 f● 内置过温保护

● 过载保护

● SOT23-6L封装
1 w$ W  {8 x, W# Z2 f3 _4 d$ d
基本应用
& D1 d4 h4 @8 S9 A
● AC/DC适配器

/ o) g" u" o+ u● 电视及监视器电源

● 充电器

1 z5 R: m9 i! @● 存储设备电源

. t$ S6 K1 c' E9 m典型应用
' K# i1 z# v, o" j# F

管脚排列
+ O. v5 }$ ]* a+ v, D

& P- X  i& @) w- Z

管脚描述
  M9 z2 g5 S: i  b

CR3012

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；
$ G8 F; W  P$ k; j1 J5 j6 R● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
, ^! G+ P1 [' r+ e: I● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
2 i) b7 J' U: o  c% J! k# I, W
6 k8 M! E; t+ }) P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。

& @) K& |8 C8 _0 Z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 R, T( z( R4 x0 B  r
& u5 x, p7 E( @  I5 e6 K0 k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 s9 p# C$ [5 j5 ~
" ^$ {: @+ b4 [2、样机特性
' D1 e* b" @9 @; Y, b
2 s. H5 P& \; l: I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。
) Q/ v3 G/ q0 s/ P* `( I
$ g0 C# ^& {* @8 ~2.1 输入特性：

2.2 输出特性(PCB END)：

2 _% V2 `' m3 \- |* r2.3 整机参数：
7 H8 E' v+ J, I6 j6 p

% a8 O* _  e2 E# I# F2.4 保护功能测试：
( r9 D* B1 D) l9 t8 l

2.5 工作环境：

2.6 测试仪器：
5 B; r, E4 G( u3 z" I

3、样机结构信息

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。

' w0 u0 P- n6 E- c3.1 电路原理图及BOM：

3.1.1 原理图：
# S) G3 S1 T& V  E0 a/ ^. ?; b
' v* C) N# h3 p! i, z

3.1.2 元器件清单：
+ G( }; y/ d5 V2 i3 W

3.1.3 PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局

* ]) H1 D! ~( h: z; `; D

PCB 底层布局

PCB 底层布线

! b  A& b" z# A) A( `3.2 变压器绕制工艺：

# F; B2 X/ ^; B3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

/ f; J9 j, Y/ p! H: g; J3.2.2 规格参数：
0 c  a) U( f& {& U+ W- E
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
! J4 Y3 T6 k( Z" R9 f2）材质：TDK PC40 或同等材质；
6 [$ q6 o! m6 \( |3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
6 V! x! W2 t" |  p0 U6 Z1 O" J4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
( Z* f+ K4 K* V2 V8 A; Z/ t& Q4 ~5）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）)；
2 e! D; h4 D  }7 j/ W2 N' n" W8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
6 T1 }. p$ F# y$ Z- N9）成品要求：浸凡立水；

) [( c; V  G% ]" Q* ?0 r3.2.3 变压器参数:
* l7 m$ [9 M/ M& [1 d) x7 t

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。

4.1 输入特性：
  P* U" ], m$ s3 t4 p: x
6 _& r4 @. R* R3 w) E- {, q$ z$ D; R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。
* U2 F8 c8 N; B2 _4 f  B* |& \. H
/ g8 a. J( |" e* g% U: g# L表1 待机功耗

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
' [2 t6 p5 C% x

) C; R( U7 i3 o表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
! p/ K% _8 V0 D; F* }# I! @

% C) ]; T2 `) T表4 效率测试（PCB END）

3 [5 L; c( f# z表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
3 x8 `- w; }* |  q% R% ]& V/ O

4.2 输出特性：
  M4 N3 A# F6 I4 s5 l0 S, k
- M! ~* f1 h' ]2 S( `4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）

! L* N2 G- ^1 p" @7 [4.2.1 输出电压纹波：

$ d8 |+ w3 I, |8 K5 ^. {- I+ q% ^  u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 v+ C% `

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：
3 i) c) e' V8 j. G
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

# F9 m2 k: x/ f+ E2 Z4.3.1 过流保护：
% c7 ]. z% E6 b. o

7 i. S1 K, ^& [* ?0 B4.3.2 短路保护：

功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。

4.3.3 输出过压保护：

! l7 ~# O( M3 m3 \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

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

4.4 动态测试：
; i  J5 W$ L5 n+ x/ o/ M( U
6 T# m8 p; b7 G7 O& M8 Z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)
; m2 w' c6 r- x' g( I
" U5 T8 {, Y; ^6 j# m; H" g

AC90V 5ms

AC90V 10ms

5 e8 u; I* |* k: ]5 e

AC264V 5ms

1 W& x2 [  ]/ r" y( ]- G1 ]

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
, A) O: j0 k* S0 ~

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

8 N1 M' r; w1 y8 O3 m

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：
' Q9 R4 ?, b* V3 T
3 X5 r! w  F: w, _0 E' r# K/ }初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
/ c/ q* w0 O( O

AC90/60Hz，100% Load

% t# m( g9 n; O3 p1 ?

AC115/60Hz，100% Load

: Q7 c4 n1 O4 B; x! V4 k! N) {2 l

AC230/50Hz，100% Load

/ ^4 `, m* O/ D# J

AC264/50Hz，100% Load

: B+ |, `5 y) k$ _/ g+ r次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

. u: c! \. ]2 Q! y' b

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

0 j3 s) f. d7 X3 I/ f) k; E5、EMI 评估测试
$ k6 W# V+ \' V% b0 d
3 w* U5 v' Y) v9 W8 u- j2 g( O测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
# r; t' M0 v% ?2 ?7 |; A输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
/ b- M4 k1 X) t. A限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
  Y' J- }* P  r

AC115V/60Hz 传导 L 相

+ B1 ^/ b4 s( w4 R4 I2 G' ^

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试

9 z; N2 ]9 S6 I  h$ _% F$ |! ?5 \
' O/ c0 ~* n# U. r  _