理想型的65W電源適配器方案出爐

本文將介紹基于思睿達主推的CR6891A+CR3015A_65W電源適配器方案。它具有良好的動態(tài)負載能力，同時具有軟啟動以及“OCP、SCP、OTP、VDD_OVP、輸出OVP及輸出二極管短路”等多種保護功能；全電壓輸入時平均效率>90%。以下內容包含樣機特性、樣機結構信息和性能測評，一起來看看吧！

01

樣機介紹

該報告是基于一個能實現(xiàn)寬范圍電壓輸入的65W恒壓輸出的電源適配器樣機。PWM 控制器為本公司的CR6891A，同步整流芯片為本公司的CR3015A。

CR6891A+CR3015A_19V3.42A 工程樣機示意圖

CR6891A 芯片

CR6891A是一款高集成度、低待機功耗的CCM+PFM+QR混合電流模式PWM 控制器。QR模式最高工作頻率達到77kHz，CCM模式下最高工作頻率65kHz ，CR6891A輕載時會降低頻率，最低頻率22kHz可避免音頻噪聲。CR6891A提供了完整的保護功能，如cycle-by-cycle電流限制、OCP、OTP、VDD_OVP、UVLO等，還可以通PRT腳設置過溫保護以及輸出過壓保護。軟啟動功能可以減少系統(tǒng)啟動時MOSFET的應力，前沿消隱時間簡化了系統(tǒng)應用。通過頻率抖動和軟驅動電路的設計，降低開關噪聲，簡化了EMI設計。CR6891A提供SOT23-6L的封裝。
特性

● SOT23-6封裝的副邊PWM控制器；

●CCM+PFM+QR控制模式，QR最高工作頻率77kHz；

●內置軟啟動，減小MOSFET的應力；

●內建同步斜坡補償，消除次諧波震蕩；

●65kHz開關頻率，具有頻率抖動功能，使其具有良好的EMI特性；

●具有“CS開路、OCP、SCP、OTP、VDD_OVP、輸出OVP及輸出二極管短路”等自動恢復保護功能；

●電路結構簡單、較少的外圍元器件，適用于中、小功率AC/DC電源適配器、充電器。

基本應用

●AC/DC適配器

●電視及監(jiān)視器電源

●充電器

●存儲設備電源

典型應用

管腳排列

管腳描述

CR3015A 芯片特性：

●可工作于CCM、DCM和QR模式，外圍電路簡單；●最高工作頻率可達200kHz；●外驅MOS，驅動能力強，可靈活應用。樣機PCBA尺寸：107*45*28mm，是一款全電壓實現(xiàn)19V3.42A輸出的電源適配器。90VAC滿足啟動時間的條件下AC264V 樣機待機功耗<69mW；全電壓輸入時平均效率>90%；輸出接18AWG1.5米線能夠滿足“COC_T2”能效標準。
樣機具有良好的動態(tài)負載能力，同時具有軟啟動以及“OCP、SCP、OTP、VDD_OVP、輸出OVP及輸出二極管短路”等多種保護功能。
樣機的變壓器，采用了PQ2620磁芯（PC40材質），變壓器繞制工藝部分，請見后文詳細說明。

02

樣機特性

以下表格為工程樣機的主要特性，具體測試方法在第4章節(jié)中有詳細說明。

2.1 輸入特性：

2.2 輸出特性：

2.3 整機參數(shù)：

2.4 保護功能測試：

2.5 工作環(huán)境：

2.6 測試儀器

03

樣機結構信息

本小節(jié)展示了工程樣機的電路、版圖結構，變壓器結構及工藝。

3.1 電路原理圖及BOM：

（1）原理圖：
（2）PCB圖：PCB 頂層布局PCB 底層布局PCB 底層布線

3.2 變壓器繞制工藝：

（1）變壓器電性及結構示意圖：（2）規(guī)格參數(shù)：
1）骨架：PQ2620 立式（6+6PIN）,Ae＝119mm2；2）材質：TDK PC40 或同等材質；3）初級、反饋: 2UEW 漆包線；4）次級：三層絕緣線；5）絕緣膠帶:3M1298 或同等材質；6）初級繞組感量Lp：0.63mH±5%（測試條件：0.25V，10kHz）；7）漏感量LLK：要求控制在初級繞組的5%以內(測試條件：0.25V，10kHz）；8）耐壓測試= 3KV 5mA 1Min；9）成品要求:浸凡立水。
(3)、變壓器參數(shù):

3.3 元器件清單：

04

性能測評

樣機性能主要是針對工程樣機的輸入部分、輸出部分、各種保護以及一些時序進行了測試，以下為詳細測試方法及結果。從測試結果來看，以下各項測試均合格，能夠滿足大部分客戶的要求。

4.1 輸入特性：

本樣機經過在不同的輸入電壓(從90VAC到264VAC)和不同負載條件（空載和滿載）下測試，得到待機功耗、效率及平均效率。
表1 、無負載待機功耗表2、輸出接1.5M 18AWG Cable 100%負載下的輸入特性表3、效率測試（1.5M 18AWG Cable）表4、效率測試（PCB END）表5、能效等級評估（1.5M 18AWG Cable）

4.2 輸出特性：

4.2.1 線性調整率和負載調整率：4.2.2 輸出電壓紋波及噪音：
注：紋波及噪音測量時示波器探頭并聯(lián)10uF/50V電解電容和0.1uF/50V CBB電容，示波器帶寬限制為20MHz。
紋波噪聲波形圖：Fig1 R&N@ AC90V/60Hz, no loadFig2 R&N@ AC90V/60Hz,100% loadFig3 R&N@ AC264V/50Hz, no load Fig4 R&N@ AC264V/50Hz, 100% load

4.3 保護功能：

以下測試過流保護、短路保護功能。
4.3.1 過流保護：4.3.2 短路保護：功率計限流電流為2.5A4.3.3 輸出OVP 保護：輸出OVP 點為23V

4.4 系統(tǒng)延時時間測試：

注：AC端（藍色）、VO輸出端（紅色）波形圖。TON_DELAY @ AC100V，100% LoadTON_DELAY @ AC240V，100% LoadTHOLD_UP @ AC100V，100% LoadTHOLD_UP @ AC240V，100% LoadVOVER_SHOOT @ AC100V，100% LoadVOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load

4.5 動態(tài)測試：

輸出動態(tài)負載電流設置為5A持續(xù)5ms/10ms，然后為0A持續(xù)5ms/10ms并持續(xù)循環(huán)，上升/下降設置為3A/us。(1.5M 18AWG Cable)：AC90V 5msAC90V 10msAC264V 5msAC264V 10ms

4.6 其它重要波形測試：

初級MOS_DRAIN（藍色）端、CS（紫色）端波形圖：AC90V/60Hz， 100% LoadAC115V/60Hz， 100% loadAC230V/50Hz， 100% loadAC264V/50Hz， 100% load次級MOS_DRAIN（紫色）端、GATE（綠色）端波形圖：AC90V/60Hz， 100% LoadAC115V/60Hz， 100% LoadAC230V/50Hz， 100% LoadAC264V/50Hz， 100% Load

4.7 EMI評估測試：

測試條件:輸入：AC115V/230V；輸出：19V3.42A；負載類型：5.5R 水泥電阻。限值標準參考：EN55013、EN55022BAC115V/60Hz_傳導L 線AC115V/60Hz_傳導N 線AC230V/50Hz_傳導L 線AC230V/50Hz_傳導N 線AC115V/60Hz_輻射AC230V/50Hz_輻射