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

8 Q. p; n0 a. I3 D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。
$ x1 [! B; `+ R0 D& b% p: f
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。
  Q. q( H2 y! ~. q) C  ^
4 x0 M6 `' g' h6 d5 x# D1、样机介绍

  b" I* U. v0 h- Y  o, t6 Z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。

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A
# S# h/ o7 _# [
& o: E) a4 ]0 Y1 W) p% s' p! VCR6890A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。

芯片特性

! I; |( j' F8 d8 c" S% p" ~● 较低的启动电流(大约3μA)

- _/ B# _' l0 Z2 N● 内置软启动减少MOSFET应力
+ V& A; G: h! B, W8 U
" b, a7 y" Z3 d/ A" L/ M% D● CCM+PFM+QR控制模式

● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
4 y, \+ z+ Q9 n2 ]0 K, J
● 内建频率抖动功能，降低EMI
+ q$ s; e5 b1 U# s
! a  ^* p" z: u) h5 v( ~0 P0 z0 S; k● 内置65kHz开关频率

$ P5 Q2 P9 g& E. N● 轻载降低工作频率
1 @% L& a! ]# V: ]8 j6 c
5 @/ E. q% r% l* ~8 r) `9 _# U● 可编程外置过温保护

5 P6 A3 }1 |3 a" R' m/ c' Y7 K● VDD过压保护和输出过压保护功能
2 a. H1 r( ~4 m5 F
● 内置前沿消隐电路
! U* }2 O$ \4 X) m. x# P) Z) Z& f
/ Q( v# n4 z2 B2 l& \/ N● 内置输出二极管短路保护
5 q# c. S3 e& B
2 v! c0 _7 a% e8 w● 内置过温保护
* `7 g* A2 ^8 I( I- ]* a% ]
● 过载保护

● SOT23-6L封装
6 [8 [- l) l3 c5 V: {
# q$ E6 a$ {4 U  Q2 B: w基本应用
$ O# r0 X$ z9 s; _* S$ Z1 [& h( E
● AC/DC适配器

1 Y+ r6 U2 r& H: u; _% R● 电视及监视器电源
# q$ R0 D6 y5 y. C
● 充电器

6 t! o& L  e1 ^# s● 存储设备电源
+ f; z% A7 g0 v" A( ^" F: X
典型应用

管脚排列

管脚描述

CR3012
) G4 S& h- b# ], }1 e1 H, K7 G* N# o& X
芯片特性：

2 b) J5 r5 z# k" b3 d5 ~● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
; [. x0 l; h! E: o8 g3 Q" F* d● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
$ P1 l0 z2 G8 o" j6 M5 v0 A+ q● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
" j: V( y! K4 f2 _# M3 f1 a
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。
. j2 y% F4 \& ?" U7 I
( {* T6 l. j2 w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。
2 H4 m3 P! l! O4 \+ c
- x+ L2 Z9 H$ a5 M! I" ?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。
8 l" Q+ c) t( f" Y6 t. N0 y# q. `- @
5 }; k, p3 l5 q' r' }  Z' x+ `% P3 C0 Z2、样机特性

" L$ Y7 R4 Z, t+ J7 ?% 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。

! ?2 K/ H" \0 A8 B* x6 m# O( D, E  a2.1 输入特性：
. t& \5 w0 z/ C+ z$ p

2.2 输出特性(PCB END)：

2.3 整机参数：
+ E& o) F2 E0 e7 O+ q% r

2.4 保护功能测试：

' T. B% N  k3 F) Z2.5 工作环境：

5 p& F6 p4 n0 x- m0 e2.6 测试仪器：

6 B% u9 C" \7 {) \! P7 X2 E3、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。

3.1 电路原理图及BOM：

6 w" e. Q) z! m9 x' [1 j) O8 g3.1.1 原理图：

0 p/ e2 C0 r9 ~% Z

3.1.2 元器件清单：

, I0 Y; ^8 x* n, Y- ^

3.1.3 PCB 布局&布线：
% X% u7 t3 v+ i: @( }' G  D! J4 W

PCB 顶层布局

8 c$ P/ V% h$ l; Z0 ]7 L

PCB 底层布局

PCB 底层布线

4 H9 l  s, N+ V6 w9 r) B3.2 变压器绕制工艺：
) Y! @3 `. i; O+ I) A- _! Z+ Y
$ ?# F1 [" y# n( j" C& Z3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

3.2.2 规格参数：

1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
- ]- f6 P: Z8 u" ?* ^2 Y4）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；
0 `' i! k- Q& d% l2 ^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）)；
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
6 v; i4 G7 s0 p3 a2 O1 P& d$ R7 L9）成品要求：浸凡立水；
, x+ a$ B8 ^) M7 `3 `
: E( C2 Y5 d) r+ c2 G; m! j3.2.3 变压器参数:
5 |: n& }, j  h

4 k) E( U5 W8 p6 G# f4、性能评测
# Z7 H- c  ?0 l: c9 ^) z; W5 f
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。

! L% H% p$ N9 o' ]4.1 输入特性：
) Y- y8 a) A/ m+ _* }6 C- C9 }
6 j8 x+ P2 x1 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。
6 p, Q8 @) \; B! Z! ^& d% L
+ K. ~& J+ M  P- M8 ~9 |表1 待机功耗

# g& g; C8 ^$ s3 _# l  Q) n8 z表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
$ }; u- \0 P  c. K: C

表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
" b8 o* U2 p6 B" p, i: j

6 _: {! l+ l; t! u0 p! N) f表4 效率测试（PCB END）
  w% @$ _5 f5 D3 d

9 j" x' n8 Y, b8 }' A' E2 m: p: J表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
7 b3 ^0 H" C- N" @

; ^( C/ y. N/ F- p1 }# w# B4.2 输出特性：
" ]. ~6 A- t5 G$ H: f: Z
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：

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。

" ~/ I4 E) X2 s# ?( Q5 q: A. ~  T2 Q

9 K) K0 t8 |- |$ ?

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

' m. {( F5 z# Q3 q2 V4 Z0 w% W8 c

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

: @+ B: z/ a# y' v" p

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

4.3 保护功能：
( z' n5 `. V0 k
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
3 t% S* N7 Z2 n. n2 ^4 Z
4 X2 m4 t) G) {4 ?& D7 u5 j2 K4.3.1 过流保护：
% `2 h, k* J7 N0 a* ]

4.3.2 短路保护：
1 g; ~, M' l2 `0 x
1 t$ B9 E3 e. m+ r功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。

! w- f2 F+ k, R  W! G7 k( N6 X- C4.3.3 输出过压保护：
. S9 c7 f0 U: r- G, ~* M
. A& R" E% ^+ T- [$ s5 c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

- k: a- }2 l# o  L# y! ]& E

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

4.4 动态测试：
% {- `; d$ T( S8 F8 O3 B4 O
7 v& _5 y: T% e/ \0 C1 |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)

1 ^4 o$ K- l6 \$ ^$ P( E; F$ Y

AC90V 5ms

5 Y+ L3 l) g, f' u" Q

AC90V 10ms

1 A) u& ^7 ~4 w: d$ \- d* U1 |

AC264V 5ms

/ S" ~- t  f! s7 ^4 V8 D

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

  t- K7 M4 Z# o- a, k2 U

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

1 v" s9 b0 W, c) ?, L* v) n% o) U$ g9 g

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：

3 T  c% G( L  _5 J2 b初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
6 n: D+ I, }4 L' s

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

$ L8 f9 N; A9 [' A

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
5 \) W2 C6 ~' X$ A1 ?& v4 H  ]* j

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

3 j' e" @9 {9 g' t6 d) Q( a

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

1 ]: u& ~+ Z' g5、EMI 评估测试

9 g" g9 T. s3 J2 ~" [1 ^, B测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
. R/ q! e" j. g1 w0 m6 l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）
1 B0 Y( J- _9 J" ], X  V0 o

AC115V/60Hz 传导 L 相

% q- E1 w: Y/ i( w

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

AC230V/50Hz 传导 N 相

7 Q, I6 k1 B- f

AC115V/60Hz 辐射测试

AC230V/50Hz 辐射测试

) D7 E6 ?( }% ~) @, f, E" V  W) L