你的理想型60W电源适配器方案，内部的国产芯片是亮点

概述

彭博社数据显示，过去四个季度，每个季度里世界上增长最快的20家芯片行业公司里，有19家来自中国。而上年同期，这一数据为8家，增速可以说是相当明显了。

在最好的时间窗口，及非常有利的产业背景下，国产芯片企业发展势头迅猛。部分本土产品被要求国产器件使用率需达到90%以上，受缺芯影响，工程师也会被要求替代方案优先使用国产器件。

本文，我们也给大家整理了一份基于思睿达主推的国产芯片CR6890H60W电源适配器方案。

1、样机介绍

该报告是基于能够适用于宽输入电压范围，输出功率60W，恒压输出的电源适配器样机，PWM控制IC采用了思睿达主推的CR6890H。

CR6890H_20V3A 工程样机示意图

# CR6890H #

CR6890H是一款高集成度、低待机功耗的CCM+PFM混合电流模式PWM控制器。CR6890H轻载时会降低频率，最低频率22kHz可避免音频噪声。CR6890H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。CR6890H提供SOT23-6L的封装。

主要特点

●较低的启动电流(大约3μA)

●内置软启动减少MOSFET应力

●CCM+PFM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

●内置65kHz开关频率

●轻载降低工作频率

●15ms倍频模式

●可编程外置过温保护并进入latch

●VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch

●内置前沿消隐电路

●内置输出二极管短路保护

●内置过温保护并进入latch

●过载保护

●SOT23-6L封装

基本应用

●AC/DC适配器

●电机类适配器

●充电器

●存储设备电源

典型应用

管脚排列

管脚描述

样机PCBA尺寸：107*45*28mm，是一款全电压实现20V3A输出的电源适配器。90VAC满足启动时间的条件下AC264V样机待机功耗<58mW；全电压输入时平均效率>89.2%；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、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。

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

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。

2.1、输入特性：

2.2、输出特性(PCB END)：

2.3、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

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：

3.1.1、原理图：

3.1.2、元器件清单：

3.1.3、PCB 布局&布线：

PCB 顶层布局

PCB底层布局

PCB底层布线

3.2、变压器绕制工艺：

3.2.1、电路示意图：

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；

4）N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B进线从顶部A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：0.6mH±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：0.3V，10kHz）)；

8）耐压测试=3.3KV 5mA 1Min；

9）成品要求:浸凡立水；

3.2.3、变压器参数：

3.2.4、变压器结构图：

4、性能测评

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：

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。

表1 待机功耗

表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性

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 18AWG 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 ）

4.2.2、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。

R&N @ AC90V/60Hz,No Load

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

R&N @ AC264V/50Hz,No Load

R&N @ AC264V/50Hz,100% Load

4.3、保护功能：

以下涉及过流保护、短路保护的测试。

4.3.1、过流保护：

4.3.2、短路保护：

功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。

4.3.3、Peak_load功能测试：

该项测试输出电流设置从A=3A到B=7A，20mS周期动态带载，上升/下降幅度设置3A/uS。

AC115V 发波周期12.6mS，Vo最低15.6V

AC115V Peak_load功能升频151.52KHZ

AC230V 发波周期11.2mS，Vo最低18.2V

AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ

4.4、动态测试：

输出动态负载电流设置为3A持续5ms/10ms，然后为0A持续5ms/10ms并持续循环，上升/下降设置为0.25A/us。(1.5M 18AWG Cable)

AC90V_5ms

AC90V_10ms

AC264V_5ms

AC264V_10ms

4.5、系统延时时间测试：

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：

AC90/60Hz，100% Load CS 波形

AC230/50Hz，100% Load Gate 波形

AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形

AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形

5、温升测试

测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A老化。

6、EMI 评估测试

测试条件：

输入：AC115V/230V；

水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；

限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）

AC115V 传导L 相

AC115V 传导N 相

AC230V 传导L 相

AC230V 传导N 相

AC115V 辐射

AC230V 辐射

关于思睿达微电子

思睿达是专注于ADC、DAC、PoE和DC / DC 芯片级解决方案的高科技企业，目前同步推广启臣微全系列产品，希望将启臣15年在电源行业这份积淀，这份坚持发扬光大。思睿达同时也可以提供芯片级定制服务。