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

* y. Y" x) O7 Y
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。

" h* `2 Y+ z& b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、样机介绍
& E, y( n; s! {
& \1 n1 N1 V1 }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。

! f, i8 h" S7 k  v9 K0 }5 x+ N- h

0 T1 S  }) w  c  _2 K

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A
. C+ K  C5 W8 {8 ]
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。
* U5 Y2 q6 }9 x  ~
1 d+ Q( N" G4 S4 |1 Y2 }- @* e" O芯片特性
8 w2 b3 B8 I! F1 G* p. b
● 较低的启动电流(大约3μA)

● 内置软启动减少MOSFET应力
! R4 y. f( R( `9 A8 _3 Y) \* }6 A2 X# j
  s6 Q0 y/ z4 {" z8 r● CCM+PFM+QR控制模式

● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
! c2 R3 j* m9 r* t8 {0 @0 [9 ~; A4 x
● 内建频率抖动功能，降低EMI

( g- v$ M" ^% t  S( a● 内置65kHz开关频率
* E$ f; W! K9 h) R
● 轻载降低工作频率
- Y/ w( q+ q! w( e8 C% ^- w& ]
+ g- b+ [3 ]2 [9 C+ G% N● 可编程外置过温保护

● VDD过压保护和输出过压保护功能

● 内置前沿消隐电路
' ?8 {! |4 F; {- u/ h; Z
● 内置输出二极管短路保护

0 D) T0 u6 C9 M3 W( f● 内置过温保护

0 ?' P) e8 |# ]6 X/ F5 D: [● 过载保护

. {, a  v: @* x+ }+ l2 {' l/ G● SOT23-6L封装
& ^6 V* K4 s3 o6 n7 g" t
3 j- F- d% t8 L( _基本应用
# @- B/ \# D$ ?. r
* Q+ {, l+ O$ {: p● AC/DC适配器

● 电视及监视器电源

● 充电器

● 存储设备电源
2 s8 e0 z' M" i( D) C
  ?7 ~& r- O1 ~/ \, u0 G典型应用

管脚排列

管脚描述
4 A, P- U) @1 v

CR3012
. a1 e( l9 w' @5 i, {& m/ Z
芯片特性：
, a2 X2 C3 C# m- Z
5 r3 D; @0 F3 p) L● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
  g3 R3 l8 A1 \8 Y● 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。
+ O, J( E+ y( H* V
. t' a4 e) K. W5 _3 v0 R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。
, r2 L- C1 z2 ?3 h$ c: L& |
6 N( p$ b- M: ~) ^6 v- P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。

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。

2、样机特性

. F3 H' U& N% o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。
/ }. {: c# _2 B6 @1 [8 c
  Y# |% t' ^- O2 \" a2.1 输入特性：

2.2 输出特性(PCB END)：
, l. {- z* m$ h

2.3 整机参数：

2.4 保护功能测试：

2.5 工作环境：

6 e" h7 q* Z# p2.6 测试仪器：
1 v* a+ J! Z9 u4 C7 v% f* }+ x

: ~# t% `/ A, }5 W3、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。
& h/ Q9 {+ |' L. {* G
! Q' {# i0 F$ K5 {# S. I3.1 电路原理图及BOM：

3.1.1 原理图：

3.1.2 元器件清单：

# \! K; Z7 ^1 i- |( s9 ^0 ?3.1.3 PCB 布局&布线：

- S3 l: S) k  X- k% {+ n/ u! ?

PCB 顶层布局

' I4 {4 U9 e; [1 e$ q% y

PCB 底层布局

PCB 底层布线

7 }3 E$ I9 b: {' S# n: i; L& Q3.2 变压器绕制工艺：
. y: E6 N: f" a" z- a1 |
3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

, P. s/ A  O: S9 X) _6 {: m0 O3.2.2 规格参数：

1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
" p; E0 \' F* X; b- D4 F3）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；
6 `* s. E5 N3 c8 C5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
7 n7 _8 g: E3 k8 f- ?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）)；
5 {; g0 c% R5 _, l) h8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求：浸凡立水；
" h3 `% A7 N4 P- u, {1 k- h
) M8 h5 G" l5 b& K2 i2 x6 W3.2.3 变压器参数:

/ g. f6 H+ T6 a; N1 }4、性能评测
5 [+ t& n! t1 r2 x
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。
) D! _; s+ u! P4 D
. _3 h' o! U# f$ I# X. i5 t5 F4.1 输入特性：

( J+ W+ Y7 ]! {3 Y7 H9 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。

: F7 l0 H+ H) ^# w8 ]表1 待机功耗

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
6 O. D. S1 F- [6 ~7 ]

表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
. ]- J# x- `, |

% C5 t8 J# m: G8 {8 {表4 效率测试（PCB END）

表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

4.2 输出特性：
' r3 _: b! s, @0 `! G
# V, ]9 z6 i( |1 r# b4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
5 R: t! X8 E% u4 ?

4.2.1 输出电压纹波：
- Y' x2 X. A  ?# V4 F
6 a4 w9 S$ e9 w' [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。
9 \  s1 v" n$ y, }

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

8 U  ]4 T! n! l) o( y

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

4.3 保护功能：

) z3 m- u- E& d7 R以下涉及过流保护、短路保护的测试。

2 n' M- M7 V; _1 ]! m4 K  h4.3.1 过流保护：
$ H* p, b7 P- }% M: U0 @

4 F" Z- z/ D* R) }! O' N; @1 I8 p4.3.2 短路保护：
2 ?3 U. f+ q( }7 p) _* M
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：

短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。

; l! N8 `: D5 x

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

% x& o+ [9 Y# f" I

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

/ m& f. L: ?6 @  V/ e; j4 m, r4.4 动态测试：
2 U7 A1 c! j$ U7 t0 F/ q
) s7 X" w8 O$ Y. w5 V2 f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)
; z$ Z8 Z6 `  S& r& t8 X' r

AC90V 5ms

, u. W; C! a% ~3 J5 C3 f

AC90V 10ms

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：

/ s4 P5 t: E& H) C" A

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

/ ]" Q. T; r! s3 Q( a  ?- V( A4.6 其它重要波形测试：
, S) c4 K! `, Q4 P! R* S! j
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

, ]& _$ K, }  @

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

9 K' B5 j- B! u2 V. c/ g

AC230/50Hz，100% Load

/ Y1 w1 L% ?' z2 d* ]

AC264/50Hz，100% Load

0 j5 c- p4 K7 H9 g2 u% y次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

; [) H, h# C8 Q' d1 `& @

AC230/50Hz，100% Load

& x  Q% Y+ a& u6 I

AC264/50Hz，100% Load

5、EMI 评估测试
1 f6 l" j* P  O' d( b
- Y' ^" P, _1 h! Q2 ]+ q$ A测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
9 J1 v) u8 z. z# |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 t& T1 j, F
- Q4 ^) R! x% M! `

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

3 q, O3 Z+ }- B. r' A# k& k

AC230V/50Hz 传导 L 相

1 |, ?) b# C# q3 b

AC230V/50Hz 传导 N 相

# Q2 |: `0 S( P: x) H# b

AC115V/60Hz 辐射测试

, e# B, _2 `6 m* H, x) C

AC230V/50Hz 辐射测试

$ }3 M$ F0 U+ E4 H6 b