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

2 W9 p" C: h3 x. j: D, v- y4 ?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。
- Y- T1 T6 G  _" l, |$ P. H$ k
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
! J; `% b7 W5 N; q
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。
, Z/ ~4 Y' c9 `% B
, e/ @9 J$ ~2 j) `9 t

CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图

CR6890A
* D& q! @- r4 B9 Y9 M
! z" ?4 K) _# O3 j6 HCR6890A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。

/ P5 p- W7 r5 w# J4 y& J. W芯片特性

● 较低的启动电流(大约3μA)
5 d, n6 f% w1 w) p; |- T% C
● 内置软启动减少MOSFET应力
8 u7 Q! X9 I( ~" Z9 ]+ h  k- j
# F' m  w* S6 o7 b. ?8 \& q( u/ l● CCM+PFM+QR控制模式
  _" n% J( h" |$ b! l& d
● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡

2 j/ T5 A+ C4 M● 内建频率抖动功能，降低EMI

● 内置65kHz开关频率

& r+ U" |9 y6 z$ }* V& O2 `( M! H● 轻载降低工作频率

, H* d- T; w, P; r" U# d● 可编程外置过温保护

● VDD过压保护和输出过压保护功能
* Q# ^& U& ~+ q! r; w* R
● 内置前沿消隐电路

# R1 M% X- s( U) W9 f4 u● 内置输出二极管短路保护

# m" e+ L9 n. c0 X# T● 内置过温保护
. q/ G& ^: w% N8 E1 Y8 h- O
. v$ |7 \7 l  Y; U# o7 x/ V● 过载保护

● SOT23-6L封装
$ b: ?7 L2 _& U! ~3 u2 X' D2 C
基本应用

) Z) A% i% `1 h! s6 w● AC/DC适配器

● 电视及监视器电源
$ y3 D  a/ e% n) ~4 P# \$ Q/ J
7 D" X# C$ u; W● 充电器

9 U% P. O( @7 f. H) o● 存储设备电源
4 G+ B' j8 d- h5 e6 G" I
典型应用
$ t- N: W( u% W% _0 B2 @

管脚排列


5 M7 ?8 B+ e( ^$ l' M/ v4 E6 X. H

管脚描述
+ d$ W/ D0 R9 ^% G5 o# o

CR3012
' [$ w" p; N; `' T) R6 Q/ L  h  I/ m
1 K! I, P! [; u% m% W8 ^芯片特性：

2 X$ s: [5 C3 O1 B" b( o● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
0 W0 R  W& F* ]' ?+ ^* s● 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。
1 R4 \3 S' i# Z/ Z8 J  O8 B
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 D1 o$ p* U* \' d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。
! i6 A# u0 O% }% 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。
) T: @$ _# b& C$ ?" J
- `3 }5 A7 A+ E8 ~- _2、样机特性
, q" c0 Z1 q: B5 X7 b
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。
5 B, P  a. q+ O. S% K
5 n. L( j) n4 N, M* _; Q7 Y8 T% B2.1 输入特性：

; G$ {$ ?+ ]" L7 {) @2.2 输出特性(PCB END)：
- v+ |1 [( u9 _" `! f

. F" s9 ^. W) X4 U0 `) w' T2 x2.3 整机参数：

2.4 保护功能测试：

2.5 工作环境：

2.6 测试仪器：

3、样机结构信息
. G. J$ \9 R6 u# c
2 M! B( n- t- d& K, Z* D1 D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：
9 x% w; K7 D' L1 ], {3 Y/ Q
) j$ v4 L7 V, ^3 ^8 e3.1.1 原理图：

3.1.2 元器件清单：
" w! |% M# a6 O/ j/ {

  e$ C/ m6 A/ u, ?. \3 ^3.1.3 PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

PCB 底层布线

0 X4 X1 f. g# W' ~; Z3.2 变压器绕制工艺：
- a; N' L* q% S. A$ U
: W/ f. W! G0 r/ R  S9 Q. y/ E8 ^3.2.1 电路示意图和变压器结构图：

) m: T! U5 ~: }; |, Q' ?' 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；
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
& h3 L, G! G' G6 |4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
6 q* D' k$ v' K8 _8 t5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
! o- ]$ x8 z5 r7 }5 R6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
) u& z) O9 w( U; ]) t6 }2 O9 l$ O7）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；
* e  D- d/ e7 F9）成品要求：浸凡立水；

3.2.3 变压器参数:
4 ]* P% E* t1 {) j7 A

4、性能评测

9 [& D' t* p: v; W, k% i! W2 Q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。
8 C) _# q  i2 G1 e. h
4.1 输入特性：
, J  D) ~9 @' B3 N
8 a: o, i* w5 E+ d+ }7 U6 F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。
  \9 O: i4 O6 N' E% b
表1 待机功耗

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性

4 U( g' T: z( `$ f表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）

表4 效率测试（PCB END）
  J- R) i3 K/ J3 ^4 t3 z

表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）

4.2 输出特性：
$ o% s+ [$ n( D) @
+ ~2 u5 G+ f6 A) A7 r" V5 W4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）

$ i6 y: j* R8 |( }5 ~9 r" ^( s4.2.1 输出电压纹波：
3 r# p- {/ g4 Q  S* _
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。

- ?1 k2 @7 n& [$ G

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/60Hz,No Load

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

4.3 保护功能：
1 X$ k# P9 w3 t1 y% N
以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1 过流保护：
# D9 |! z7 N/ z, ~. \' k

4.3.2 短路保护：

& d5 k5 x& T: x功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
; X7 S; {, W: @

4.3.3 输出过压保护：
3 ?* e6 a  r1 h( e( W# H7 k- A
0 X  R  @; Q: D5 A. w- Z短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。

, M0 s' b. q+ }

115V/60HZ 过压保护VO=21.8V

2 u* Z! o1 C9 m  I8 H" I9 l

230V/50HZ 过压保护VO=21.6V

* U# k7 _( b+ e4.4 动态测试：
' X0 Y. r6 m  z! [* x( ?
* I9 Q! C; |, w% {- U/ W# J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)

9 Y+ a. t7 W& J( Z( O

  h" i" a+ W$ ?4 B5 G+ H

AC90V 5ms

$ {4 z' ^  i# n0 {) G

AC90V 10ms

AC264V 5ms

$ e4 G; K/ `0 q7 R$ W

AC264V 10ms

4.5 系统延时时间测试：
( K+ L  x3 o* x( t5 L

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

  \* ~& z9 F+ r( I# U5 m0 Z

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

, V5 D4 c5 }9 l! z" H' z  f

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

4.6 其它重要波形测试：
5 l/ D& b5 v. ?. b
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）

6 x# }/ I; F3 C6 f' Y0 A

AC90/60Hz，100% Load

AC115/60Hz，100% Load

AC230/50Hz，100% Load

AC264/50Hz，100% Load

2 w! x) [: E9 ~* m* T2 K次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
0 l8 j8 M7 T; {! @. T1 N

AC90/60Hz，100% Load

; q, g) f" P: I9 E  K

AC115/60Hz，100% Load

- g, W# s2 y2 u% Y! {  a

AC230/50Hz，100% Load

$ M" x( h) |; B3 j$ k$ i* l; A0 O) y/ \

AC264/50Hz，100% Load

5、EMI 评估测试

测试条件：
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
6 b9 m8 x2 }& V6 S2 J7 P) A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）
, t- [* v: G3 E- G
) [6 B/ A" ]. G6 j- q6 f! x

AC115V/60Hz 传导 L 相

AC115V/60Hz 传导 N 相

AC230V/50Hz 传导 L 相

. n7 _: {! Q' `3 u2 w# J. M0 o  x% Z

AC230V/50Hz 传导 N 相

7 N( a7 I- C0 T# b

AC115V/60Hz 辐射测试

5 q0 ~/ ~6 D' y8 \; H6 J. o' c

AC230V/50Hz 辐射测试

7 m+ e5 N3 W8 |8 G1 C4 T; D