理想型的65W电源适配器方案出炉，收藏好本文不迷路！

本文将介绍基于思睿达主推的CR6891A+CR3015A_65W电源适配器方案。它具有良好的动态负载能力，同时具有软启动以及“OCP、SCP、OTP、VDD_OVP、输出OVP及输出二极管短路”等多种保护功能；全电压输入时平均效率>90%。以下内容包含样机特性、样机结构信息和性能测评，一起来看看吧！

01、样机介绍

该报告是基于一个能实现宽范围电压输入的65W恒压输出的电源适配器样机。PWM 控制器为本公司的CR6891A，同步整流芯片为本公司的CR3015A。

 

CR6891A+CR3015A_19V3.42A 工程样机示意图

CR6891A 芯片

CR6891A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。QR模式最高工作频率达到77kHz，CCM模式下最高工作频率65kHz ，CR6891A轻载时会降低频率，最低频率22kHz可避免音频噪声。CR6891A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PRT脚设置过温保护以及输出过压保护。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。CR6891A提供SOT23-6L的封装。

特性

● SOT23-6封装的副边PWM控制器；

● CCM+PFM+QR控制模式，QR最高工作频率77kHz；

● 内置软启动，减小MOSFET的应力；

● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡；

● 65kHz开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI特性；

● 具有“CS开路、OCP、SCP、OTP、VDD_OVP、输出OVP及输出二极管短路”等自动恢复保护功能；

● 电路结构简单、较少的外围元器件，适用于中、小功率AC/DC电源适配器、充电器。

基本应用

● 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

管脚排列

管脚描述

CR3015A 芯片特性

● 可工作于CCM、DCM和QR模式，外围电路简单；

● 最高工作频率可达200kHz；

● 外驱MOS，驱动能力强，可灵活应用。

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。90VAC满足启动时间的条件下AC264V 样机待机功耗<69mW；全电压输入时平均效率>90%；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，同时具有软启动以及“OCP、SCP、OTP、VDD_OVP、输出OVP及输出二极管短路”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。

02、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：

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

03、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：

（1）原理图：

（2）PCB图：

PCB 顶层布局

PCB 底层布局

PCB 底层布线

3.2 变压器绕制工艺：

（1）变压器电性及结构示意图：

 

（2）规格参数：

1）骨架：PQ2620 立式（6+6PIN）,Ae＝119mm²；

2）材质：TDK PC40 或同等材质；

3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；

4）次级：三层绝缘线；

5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质；

6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.25V，10kHz）；

7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）；

8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；

9）成品要求:浸凡立水。

(3)、变压器参数:

3.3 元器件清单：

04、性能测评

样机性能主要是针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，以下为详细测试方法及结果。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：

本样机经过在不同的输入电压(从90VAC到264VAC)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 、无负载待机功耗

表2、输出接1.5M 18AWG Cable 100%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：

4.2.2 输出电压纹波及噪音：

注：纹波及噪音测量时示波器探头并联10uF/50V电解电容和0.1uF/50V CBB电容，示波器带宽限制为20MHz。

纹波噪声波形图：

Fig1 R&N@ AC90V/60Hz, no load

Fig2 R&N@ AC90V/60Hz,100% load

Fig3 R&N@ AC264V/50Hz, no load

Fig4 R&N@ AC264V/50Hz, 100% load

4.3 保护功能：

以下测试过流保护、短路保护功能。

4.3.1 过流保护：

4.3.2 短路保护：功率计限流电流为2.5A

4.3.3 输出OVP 保护：

输出OVP 点为23V

4.4 系统延时时间测试：

注：AC端（蓝色）、VO输出端（红色）波形图。

 

TON_DELAY @ AC100V，100% Load

TON_DELAY @ AC240V，100% Load

THOLD_UP @ AC100V，100% Load

THOLD_UP @ AC240V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load

VOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load

4.5 动态测试：

输出动态负载电流设置为5A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)：

 

AC90V 5ms

AC90V 10ms

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.6 其它重要波形测试：

初级MOS_DRAIN（蓝色）端、CS（紫色）端波形图：

AC90V/60Hz， 100% Load

AC115V/60Hz， 100% load

AC230V/50Hz， 100% load

AC264V/50Hz， 100% load

次级MOS_DRAIN（紫色）端、GATE（绿色）端波形图：

AC90V/60Hz， 100% Load

AC115V/60Hz， 100% Load

AC230V/50Hz， 100% Load

AC264V/50Hz， 100% Load

4.7 EMI评估测试：

测试条件:

输入：AC115V/230V；

输出：19V3.42A；

负载类型：5.5R 水泥电阻。

限值标准参考：EN55013、EN55022B

AC115V/60Hz_传导L 线

AC115V/60Hz_传导N 线

AC230V/50Hz_传导L 线

AC230V/50Hz_传导N 线

AC115V/60Hz_辐射

AC230V/50Hz_辐射

关于思睿达微电子

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审核编辑 黄宇