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。
; G% ~. f6 C# w/ R$ W1 V
3 x* E* Y. @! W7 _% H+ i1、样机介绍
. U+ z5 a# k4 O1 [1 ~9 U
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。

- K' x" [8 X% @$ c" b

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A

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。
1 E8 y: O! g7 n% `. f6 w% N
芯片特性

● 较低的启动电流(大约3μA)
1 e; X+ i1 i9 c2 h/ W: h
4 A8 T1 G$ b9 P8 J% @3 O● 内置软启动减少MOSFET应力

● CCM+PFM+QR控制模式

  r7 ~* g: y* i# b● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
/ n5 h! b1 Q# q( D# M  T  p: B
3 c/ P4 Z' T9 q5 O3 |+ K1 t● 内建频率抖动功能，降低EMI

8 O  y. S0 R  B" X, f* v● 内置65kHz开关频率
. m  D# X7 |* A5 u
● 轻载降低工作频率

● 可编程外置过温保护

● VDD过压保护和输出过压保护功能
& h5 I/ l9 v1 l0 s5 X7 \
● 内置前沿消隐电路
, m( q0 T+ s) a  Y' i- r/ n; a5 M
● 内置输出二极管短路保护

5 S9 f, x5 v+ \8 V● 内置过温保护

● 过载保护

- g+ E$ G4 j9 d; y: j● SOT23-6L封装
3 b  y: g" m  M. i7 n( D+ d
. l+ k2 Q5 D: m基本应用

● AC/DC适配器

● 电视及监视器电源
* I2 }* R% C* x! A# v9 L4 q
● 充电器

● 存储设备电源

典型应用
5 `2 H" U% E$ r6 @  t6 ^

管脚排列
- o' w$ e& w! M9 ]3 `' r
' h0 B& k* w( \8 m, H0 U

管脚描述

CR3012

芯片特性：

. Y9 Y* X: y2 @5 ]* }( b* w  s2 C● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
2 O1 `+ ?, p1 ~( M● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
' P1 u2 C& F3 b; Q. ?. m# R● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
( m6 n' B" h, d& \  N
+ C, V' J* ^$ j1 l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。

2 U# r6 X$ f7 P# i/ @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 O8 b5 A, U' t
' A8 A4 O1 v8 _9 X+ M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。

4 n8 \# K' v2 S% C2、样机特性
' L; }8 s* Y3 y' X
& \8 g+ O+ y2 K7 S! |4 t  x2 @$ V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。
7 b% b4 I4 P# Q4 j
2.1 输入特性：

) N# _* }( }  Z  M4 y2.2 输出特性(PCB END)：

* r) s% b, K0 c* P# v: _* w2.3 整机参数：

2.4 保护功能测试：
: t0 e* L* ^# C8 x/ f6 B; b* i6 |

2.5 工作环境：

/ O* Z/ c8 r+ \: p2.6 测试仪器：
# ?( a4 x* K- ^; [3 n$ y" I

3、样机结构信息
/ X# S2 \5 J/ |% V( |( k
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。
9 Q# Z1 T' V1 d& o6 g& M
3.1 电路原理图及BOM：
7 J/ i' P1 z6 y: o% P3 Q
3.1.1 原理图：

3.1.2 元器件清单：

3.1.3 PCB 布局&布线：
6 O, h& f7 l; [2 [! q9 y  q1 t- M

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

PCB 底层布线

3.2 变压器绕制工艺：
+ X& B; B/ J1 q
1 s7 ?! I' P. g- z# A' l2 F/ H3.2.1 电路示意图和变压器结构图：
) g6 k* M6 s) S3 A
' x/ E2 h8 k" s+ J& ?6 B% H" v! ?

3.2.2 规格参数：

. j# t6 Y# v& A+ r, L2 v% d1）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；
4）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；
6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
9 K# x9 X+ Q: ^7 p7 X7）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）)；
( E4 C8 c- `  f5 z! q6 R% k8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9）成品要求：浸凡立水；
- m5 ?! x1 h. O% `3 _1 a
3.2.3 变压器参数:
5 K* r' H, j& x# [; ^! B1 ^. h

1 C1 x2 w. M. R4、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。
* C6 Q7 t) J5 _0 D' R% U8 U  v' O$ c
4.1 输入特性：
$ T# f5 F( U) A' n/ e
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。
* n3 h' }6 V7 v6 ]
表1 待机功耗

$ ?+ q" j2 T7 j: t' t表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
" ?2 M; z' L1 C* P; m. o

+ `% P+ e; k# n* }表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）

表4 效率测试（PCB END）

表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
5 C# N3 {. v% I; v

/ Y# G! t' F6 P- [* W4.2 输出特性：
& E' X  L# U. ]: j8 R$ _* ]( [+ {
; I1 z+ N  R2 p$ w3 m5 e4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）

4.2.1 输出电压纹波：
0 b( n2 `6 C) ~$ N
/ R2 q, V# {9 H/ P4 P) Y6 X7 G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

( f7 G7 `2 S! @3 T: J2 K7 v5 o

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

4.3 保护功能：
$ w: z4 @9 b/ E( C/ b
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
$ \0 _' j. f( f
) Z) _1 n# F, s4.3.1 过流保护：

; }, E7 v& T7 Z# g9 Z8 _) I1 K4.3.2 短路保护：
" @( G6 Y, J+ N
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
2 k* f, O, b' J

4.3.3 输出过压保护：

$ R) @" J9 d; U* n3 Z& U+ K短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。

+ t" c% ]5 N7 R, [# L6 _5 H

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

4.4 动态测试：

  b( @6 g8 E" _" p; G# J! 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)

8 I+ M' ^0 z" A2 v

" Y% q+ N3 e6 y; W& G

AC90V 5ms

AC90V 10ms

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
& N+ B; f. P, M2 L4 p/ S, O7 M/ w

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

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：
5 H) w! J% z: G, v+ |, W
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
& a9 k% A- F6 a0 }/ k1 n, V* [

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

, V- P: Y5 l# s+ M7 U, k4 K次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）

AC90/60Hz，100% Load

! s# Q/ f4 g6 q/ B. [& \8 z* `

AC115/60Hz，100% Load

% d2 \6 [7 O2 k$ A. s! l  Q

AC230/50Hz，100% Load

7 \7 k$ r- N8 _* a# t$ G

AC264/50Hz，100% Load

7 M2 B. T7 n4 s; S! t* h5、EMI 评估测试

测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
( i+ x; g2 S7 [! Q) k) Y4 z输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
" G" L9 E% R# {限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
+ `8 W% g9 J8 L, M
9 B# q2 n+ s4 v7 f  u

AC115V/60Hz 传导 L 相

$ S9 U; W' D, ]) w

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

7 V2 B' K: T' O+ W% x