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

9 C8 i5 h0 i$ P0 _% H! R
1 t2 W- I2 M4 z+ t; ~; C9 _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。
2 L1 Z/ K" l6 p: p) F/ 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。
# l. \; L! D" D' ^; x
4 K! _( q% i4 x1、样机介绍
, r, z6 l( k$ i6 j
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
* Y& H9 C  g, J* W5 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: U! Y& `4 X3 {4 B
芯片特性

● 较低的启动电流(大约3μA)

● 内置软启动减少MOSFET应力

● CCM+PFM+QR控制模式
& i: E- W* {: Q6 z; B* r
● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
7 p3 H2 s1 ]. O
: Z- S8 j" \! E1 }● 内建频率抖动功能，降低EMI

● 内置65kHz开关频率
, }7 o7 T2 n; m8 t
; i  D0 x) D; `" o* t- K● 轻载降低工作频率
3 a- V: J( G' O  U& a9 W, z% @# J4 S" r
3 c& O1 [' d6 Z6 @● 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

● 内置输出二极管短路保护

6 G- _+ p3 H, e1 R6 R● 内置过温保护
. M/ k; k4 B5 [/ r# `
● 过载保护
) ^- T  ?% J6 w( x
% P! T5 k' b3 C1 F● SOT23-6L封装
2 E1 p+ I5 r: p) \& l- Y, b' g3 m
基本应用
3 Z( U) X0 `$ c' }& ]$ P5 V3 j
: m* c1 z5 O' E2 U; V- s  J; e● AC/DC适配器

● 电视及监视器电源

● 充电器

● 存储设备电源

典型应用
" r" O% W# h: B7 H% S6 R0 v

管脚排列

- p2 k4 p7 U2 ]  Q7 ~, N- A
6 X/ b, V# {$ c, g4 b

管脚描述
- l2 Q) ~% C) v# r+ q) ?

CR3012
" [! Q$ w% N( }5 g9 p2 [' I  s
1 \* c2 c; x/ }9 Q芯片特性：
8 v  @3 {9 o# D/ n
1 ^$ C9 k  b7 y+ y0 x● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
: O/ o- z5 U3 S* x( K, k$ ^* h● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
' c+ |4 S6 u# I/ X8 M● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
  u# e$ b# B( O
0 A: \, u! }2 Z# o0 M7 D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。
1 D; P6 D" o6 d0 y/ p
% l  M8 B, N  W" v3 |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。

3 D$ n# J4 U  U/ e, e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。
: |: p7 e! T) [5 U
2、样机特性

; g3 |9 ^' v$ `2 A7 i, Z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。

  u9 k& N  Z" {/ }2.1 输入特性：
8 I* E+ r" a+ @7 H

/ y; Z- j" `- O' C& t/ R2.2 输出特性(PCB END)：

2.3 整机参数：

3 v8 Z/ P  e. j2.4 保护功能测试：
9 s6 G7 Y7 W3 z0 P' d

2.5 工作环境：
  X, D, y! ~( q+ F  E- r

7 H9 ?5 |, s1 d  U. e2.6 测试仪器：
; s) S1 }( |5 J5 W1 h4 a

; D3 i! C. x) h2 O& U) ^) q% |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。
) `+ Y( P  h4 N: n/ j
4 R' j. k% u# @# X) F+ u( ^) Q3 d3.1 电路原理图及BOM：
# b# ^& P3 i8 ~+ X
3 y& x: c2 g3 H4 U; v$ \+ K3.1.1 原理图：
2 b$ @* l2 U, a) u: j) o

3.1.2 元器件清单：
6 }1 X2 _3 U2 P' m0 p! i2 h1 D. E

9 M% }* W7 p' s+ i3 ~( B6 x

3.1.3 PCB 布局&布线：

/ R; K9 l- ~1 X4 S/ z& Z: f

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

PCB 底层布线

9 ?8 U8 o! s) y+ u' {3.2 变压器绕制工艺：
6 Z# a$ ^! g' o$ w! G& B" c( v
' e0 N: \2 J9 o8 y% _' n3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

* b$ {- {: O4 o1 V9 z

+ O8 P. {1 E3 I. t7 _  ^! l3.2.2 规格参数：
. P0 f- u7 M; Y$ b* B* Z* w- c
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
% H1 e0 ^$ @2 k3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
7 K% C# ?: L' ?, Z0 a* S6 h/ w' V; }4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
0 `4 }8 t  f% ?. |2 Y5）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）)；
1 C) N$ a) E. V% r. @& k+ W8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求：浸凡立水；

/ n1 N) Q+ y4 a3.2.3 变压器参数:

7 e9 f3 A7 K5 i4、性能评测
! u3 ]/ g! s- G  a1 T
0 y! W- A! M6 g. |* 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。

4.1 输入特性：
, d, I7 _' a4 `( L, ?" ]2 f. |8 L
: w4 [5 }1 d$ c. U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。
  Z! e+ }' b3 l  v) w* |
表1 待机功耗

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性

' u$ |: d! V! E& b( Z5 J9 x+ F% q表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）

" N+ f& ^7 S2 M* q) y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：

4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
" X3 d8 U  B- S/ x+ r/ m/ w, {

4.2.1 输出电压纹波：
& m& a  S! c/ b7 ^6 u& W
0 }9 f/ x- A3 F. Q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。

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

4 t5 \9 H, q( i' k, T

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

" L/ [% ~. g' Y2 w1 W7 `

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

4.3 保护功能：

% M! p) x8 T4 Z7 ]/ K以下涉及过流保护、短路保护的测试。
% G, p6 H6 m3 x! M2 O& M. D) J
9 Y8 _- q5 {. o* b  x4.3.1 过流保护：
" n) c' O, x; Z3 C

4.3.2 短路保护：

! |4 t, g& s# b1 d3 z( U. K2 b8 W) [# I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：
% s# M' ^6 `  d/ _1 b  u6 l
短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。

$ j2 X0 q% ?  P

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

4.4 动态测试：
; x5 l% Q; k/ [* B; i+ w
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)

- ^* ~5 X- E5 r* h8 `% T# B9 Q/ \

5 m9 Y+ t* F+ |0 g% Y

AC90V 5ms

AC90V 10ms

, G5 u6 B# ^. n* A

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
$ y6 W; ~6 P; x& b) H& G/ o

9 @4 z; J/ y: g6 n. Y. M

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

& k4 o5 J" [2 M

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

4 @2 F4 u/ U# Z: G3 f* A0 Q

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

1 U. G  v/ L/ M- ^; A4 ]) h: H4.6 其它重要波形测试：
! v. g8 o9 }( B+ \, E
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

! }: F  r. C5 O$ g% i- _

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

" E0 l. W2 b; D! B4 _- W, B  s

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

8 _" \. j4 L- o+ z

AC264/50Hz，100% Load

+ P2 x$ \# ~+ O( ]. V5、EMI 评估测试

测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
# l, a  q; L" J! X# |$ x0 [* Q输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
4 m* S6 R( o! v5 R0 q限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）

AC115V/60Hz 传导 L 相

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

" z4 g- x) h1 R6 p( c" |