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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( c, ?0 q; Z( _1 J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 c3 q% M8 W4 Q
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
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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。
* H5 |( T1 ~) E& T. U

6 E" A) k8 a6 \7 B  i  s

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

$ z1 O: V( A+ @" a, K3 ZCR6890A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。
) Z  _+ i7 R2 z# ]# l8 ?
芯片特性
4 N; o5 w" ^6 [. d% G, t
5 n4 Y; P3 [& j: z1 e● 较低的启动电流(大约3μA)
' d* l: J/ {  P  g4 {. V" X
● 内置软启动减少MOSFET应力
) Y6 y. v% m; U3 q7 \" M
9 Z) l6 x" F/ K● CCM+PFM+QR控制模式

● 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
/ y4 P- ]; d) g3 s
● 内置65kHz开关频率
/ h0 C) w$ ?3 K# \9 O: r
● 轻载降低工作频率
1 l. K7 N# }0 N3 {5 K
● 可编程外置过温保护
5 S1 n; E. T' O4 e
  o8 H8 ^5 d* @  l● VDD过压保护和输出过压保护功能
% r0 E1 a7 O$ p
( W& a9 l0 C* |7 _' C● 内置前沿消隐电路
/ D* p* X3 p* [% E3 @  a+ ~
5 A- g8 {, J! i● 内置输出二极管短路保护
% @  q. k7 }8 a+ N
● 内置过温保护

● 过载保护

● SOT23-6L封装

  n' C: @. f4 i( p( D3 Z基本应用

● AC/DC适配器

3 ?: w8 P. _, z7 ]  j' j/ J! R● 电视及监视器电源
$ _: m& _- c3 \. P8 W4 N3 L
● 充电器

. A0 k' _1 H* l1 u  ]6 {● 存储设备电源
$ q4 r& R* h, S+ l$ B
, m: ?- F2 c4 S/ k典型应用

) X" |# X. n2 Z; p  p  A' m

管脚排列
3 U. R; m+ k& `6 F5 ~" m. |( n9 L
* \% W( y" D% ]/ S/ r' P8 \
, B9 Z" g7 N; S, _; G" P  J6 y

管脚描述
: ~, B. b  \) [) l0 U1 U& p  a

CR3012
3 z  Z+ Y; q- p6 F+ N2 q: L" y3 r+ B/ l
" \: C0 E2 m; E% g芯片特性：

7 J- U  o" N4 m/ `6 q● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
( Z; B  f0 ^% [6 e● 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。

9 x, L0 S0 g8 w. D6 w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。
* w/ T% r; y; K0 W
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
* Y! ]9 c9 A( w; v3 A9 a9 q
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 \, d$ v9 n. e, S- ?2.1 输入特性：

  R+ C% B8 G! x. L. r0 F- E7 a2.2 输出特性(PCB END)：

2.3 整机参数：
0 d& \* {# |" ?

. Z5 t; H1 ]( M* q1 `( T2.4 保护功能测试：
  M% `( u+ u) ?: m# B- q) y) p! l

2.5 工作环境：

( p9 L, V8 ]( F3 h% G2.6 测试仪器：

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。
7 g3 X& {3 N7 l( u5 T5 q
0 K! x7 _" r; b( e" A8 I- \: N* X4 h' |3.1 电路原理图及BOM：

3.1.1 原理图：

3.1.2 元器件清单：

/ ~5 o2 ~" u: l  L$ [: }& s3.1.3 PCB 布局&布线：

- i  j& U! V1 T$ A

PCB 顶层布局

1 s8 d! y, B' [3 H. i

PCB 底层布局

PCB 底层布线

9 O. d: I- `" o3.2 变压器绕制工艺：

( Y+ O  o. ~: _! s4 q) ^3 }, _$ c3.2.1 电路示意图和变压器结构图：
8 x4 I5 n( y3 p* q6 V0 o, w, t
6 z% {* \! K/ ~* U

# ^8 A# L2 t  c9 @6 C% S8 u3.2.2 规格参数：

1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
" K$ C* A; H# S$ u5 _7 ]8 m3）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；
9 A$ @5 G* S# k! y5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
1 |7 W( S8 z- Z6）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；

3 o7 u, @# E2 s3.2.3 变压器参数:

( }4 d0 ?' y" ^9 e4、性能评测
4 X* ~2 |. R" _7 i6 c1 A* e
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。
( G( `: b% h( t4 p7 h' }" J
4.1 输入特性：

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。
" L' U4 g6 h4 k  x2 D5 ?
& B+ @. [; K3 c6 r3 ]- |表1 待机功耗

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性

9 {; V- q% \: y' P7 U7 P表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）

& [1 R: `' l5 r, w. n' D3 C- }% H表4 效率测试（PCB END）
( W' ?% L& [& H$ x" B) X

表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

4.2 输出特性：
. }4 a7 Q, ~6 C, W+ s, |
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
& L/ m. A* i4 x# r& {

8 p7 s. L: ?! a* t  y2 S3 t4.2.1 输出电压纹波：

4 Z, h2 D1 i$ ^, C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。

  B4 c7 U* }0 h& r5 `3 e

/ H0 S* f6 C- M6 C7 _

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

1 C' r; ~8 j# z. z* u5 }

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

; O4 y% R6 C5 I: B6 i/ Z1 o% c

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

( q6 R' r2 N* H

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

4.3 保护功能：
; ]2 i3 @5 e/ k* k
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

' U; Y2 T$ S  c) w7 i" [# D4.3.1 过流保护：

4.3.2 短路保护：

功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
. u- a# m- e* n" ~8 o

* T# {. x% C& W3 p4.3.3 输出过压保护：

! H2 z% L# k8 s! U* {: m6 g+ q短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
" G# J1 Z& z+ V, e

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

, `- `0 S' P: o* g; e! A9 J# c* Y9 Z

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

4.4 动态测试：
" r4 S3 _; k5 \& v9 t7 E% n  c
8 C* ]0 h! Z# p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)

AC90V 5ms

AC90V 10ms

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
0 E0 p) n" A' W$ o  P

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

- \/ R; X: v& W0 S4 q5 Y% g, ~7 _% N

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：
7 h+ A3 ?6 y' @" t
! |+ _7 q7 W4 U1 ]初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
( c  ]9 ~6 f) [' a1 e; m
" k* g/ C  g# ]4 I4 H: [

AC90/60Hz，100% Load

0 d3 f5 d! K7 Z8 |, \

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

& e* Q  W- E: x$ s2 c次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
, }6 Y5 w; X: r5 [) G9 O  V

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

; Y- u* X1 ?( Y

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

5、EMI 评估测试

测试条件：
; V6 @- S: O! X1 B6 F输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
  q9 ]3 ^6 u  u: V% O2 @8 w: s2 B- ~. _限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
9 k1 }* c; n% k4 j! I( [

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

5 \/ c7 B& M5 I  C* p. X3 J5 a8 h

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

AC115V/60Hz 辐射测试

: a; X1 H5 r3 p* Q8 @% h

AC230V/50Hz 辐射测试

; q) G. {0 s3 D0 Q5 v6 _  T0 w
3 g* E0 D  h* c) D; Y: U