本文將介紹基于思睿達(dá)主推的CR6891A+CR3015A_65W電源適配器方案。它具有良好的動(dòng)態(tài)負(fù)載能力，同時(shí)具有軟啟動(dòng)以及“OCP、SCP、OTP、VDD_OVP、輸出OVP及輸出二極管短路”等多種保護(hù)功能；全電壓輸入時(shí)平均效率>90%。以下內(nèi)容包含樣機(jī)特性、樣機(jī)結(jié)構(gòu)信息和性能測(cè)評(píng)，一起來(lái)看看吧！

01、樣機(jī)介紹

該報(bào)告是基于一個(gè)能實(shí)現(xiàn)寬范圍電壓輸入的65W恒壓輸出的電源適配器樣機(jī)。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(jī)示意圖

CR6891A 芯片

CR6891A是一款高集成度、低待機(jī)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(dá)到77kHz，CCM模式下最高工作頻率65kHz ，CR6891A輕載時(shí)會(huì)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(hù)功能，如cycle-by-cycle電流限制、OCP、OTP、VDD_OVP、UVLO等，還可以通PRT腳設(shè)置過(guò)溫保護(hù)以及輸出過(guò)壓保護(hù)。軟啟動(dòng)功能可以減少系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)MOSFET的應(yīng)力，前沿消隱時(shí)間簡(jiǎn)化了系統(tǒng)應(yīng)用。通過(guò)頻率抖動(dòng)和軟驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，降低開關(guān)噪聲，簡(jiǎn)化了EMI設(shè)計(jì)。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(nèi)置軟啟動(dòng)，減小MOSFET的應(yīng)力；

●內(nèi)建同步斜坡補(bǔ)償，消除次諧波震蕩；

●65kHz開關(guān)頻率，具有頻率抖動(dòng)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(dòng)恢復(fù)保護(hù)功能；

●電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yīng)用

●AC/DC適配器

●電視及監(jiān)視器電源

●充電器

●存儲(chǔ)設(shè)備電源

典型應(yīng)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(jiǎn)單；

●最高工作頻率可達(dá)200kHz；

●外驅(qū)MOS，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，可靈活應(yīng)用。

樣機(jī)PCBA尺寸：107*45*28mm，是一款全電壓實(shí)現(xiàn)19V3.42A輸出的電源適配器。90VAC滿足啟動(dòng)時(shí)間的條件下AC264V 樣機(jī)待機(jī)功耗<69mW；全電壓輸入時(shí)平均效率>90%；輸出接18AWG1.5米線能夠滿足“COC_T2”能效標(biāo)準(zhǔn)。

樣機(jī)具有良好的動(dòng)態(tài)負(fù)載能力，同時(shí)具有軟啟動(dòng)以及“OCP、SCP、OTP、VDD_OVP、輸出OVP及輸出二極管短路”等多種保護(hù)功能。

樣機(jī)的變壓器，采用了PQ2620磁芯（PC40材質(zhì)），變壓器繞制工藝部分，請(qǐng)見后文詳細(xì)說(shuō)明。

02、樣機(jī)特性

以下表格為工程樣機(jī)的主要特性，具體測(cè)試方法在第4章節(jié)中有詳細(xì)說(shuō)明。

2.1 輸入特性：

2.2 輸出特性：

2.3 整機(jī)參數(shù)：

2.4 保護(hù)功能測(cè)試：

2.5 工作環(huán)境：

2.6 測(cè)試儀器

03、樣機(jī)結(jié)構(gòu)信息

本小節(jié)展示了工程樣機(jī)的電路、版圖結(jié)構(gòu)，變壓器結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)示意圖：

（2）規(guī)格參數(shù)：

1）骨架：PQ2620 立式（6+6PIN）,Ae＝119mm2；

2）材質(zhì)：TDK PC40 或同等材質(zhì)；

3）初級(jí)、反饋: 2UEW 漆包線；

4）次級(jí)：三層絕緣線；

5）絕緣膠帶:3M1298 或同等材質(zhì)；

6）初級(jí)繞組感量Lp：0.63mH±5%（測(cè)試條件：0.25V，10kHz）；

7）漏感量LLK：要求控制在初級(jí)繞組的5%以內(nèi)(測(cè)試條件：0.25V，10kHz）；

8）耐壓測(cè)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(cè)評(píng)

樣機(jī)性能主要是針對(duì)工程樣機(jī)的輸入部分、輸出部分、各種保護(hù)以及一些時(shí)序進(jìn)行了測(cè)試，以下為詳細(xì)測(cè)試方法及結(jié)果。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，以下各項(xiàng)測(cè)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(jī)經(jīng)過(guò)在不同的輸入電壓(從90VAC到264VAC)和不同負(fù)載條件（空載和滿載）下測(cè)試，得到待機(jī)功耗、效率及平均效率。

表1 、無(wú)負(fù)載待機(jī)功耗

表2、輸出接1.5M 18AWG Cable 100%負(fù)載下的輸入特性

表3、效率測(cè)試（1.5M 18AWG Cable）

表4、效率測(cè)試（PCB END）

表5、能效等級(jí)評(píng)估（1.5M 18AWG Cable）

4.2 輸出特性：

4.2.1 線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率：

4.2.2 輸出電壓紋波及噪音：

注：紋波及噪音測(cè)量時(shí)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 load

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

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

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

4.3 保護(hù)功能：

以下測(cè)試過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)功能。

4.3.1 過(guò)流保護(hù)：

4.3.2 短路保護(hù)：功率計(jì)限流電流為2.5A

4.3.3 輸出OVP 保護(hù)：

輸出OVP 點(diǎn)為23V

4.4 系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間測(cè)試：

注：AC端（藍(lán)色）、VO輸出端（紅色）波形圖。

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 動(dòng)態(tài)測(cè)試：

輸出動(dòng)態(tài)負(fù)載電流設(shè)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(shè)置為3A/us。(1.5M 18AWG Cable)：

AC90V 5ms

AC90V 10ms

AC264V 5ms

AC264V 10ms

4.6 其它重要波形測(cè)試：

初級(jí)MOS_DRAIN（藍(lán)色）端、CS（紫色）端波形圖：

AC90V/60Hz， 100% Load

AC115V/60Hz， 100% load

AC230V/50Hz， 100% load

AC264V/50Hz， 100% load

次級(jí)MOS_DRAIN（紫色）端、GATE（綠色）端波形圖：

AC90V/60Hz， 100% Load

AC115V/60Hz， 100% Load

AC230V/50Hz， 100% Load

AC264V/50Hz， 100% Load

4.7 EMI評(píng)估測(cè)試：

測(cè)試條件:

輸入：AC115V/230V；

輸出：19V3.42A；

負(fù)載類型：5.5R 水泥電阻。

限值標(biāo)準(zhǔn)參考：EN55013、EN55022B

AC115V/60Hz_傳導(dǎo)L 線

AC115V/60Hz_傳導(dǎo)N 線

AC230V/50Hz_傳導(dǎo)L 線

AC230V/50Hz_傳導(dǎo)N 線

AC115V/60Hz_輻射

AC230V/50Hz_輻射

關(guān)于思睿達(dá)微電子

思睿達(dá)是專注于ADC、DAC、PoE和DC/DC芯片級(jí)解決方案的高科技企業(yè)，目前同步推廣啟臣微全系列產(chǎn)品，希望將啟臣15年在電源行業(yè)這份積淀，這份堅(jiān)持發(fā)揚(yáng)光大。思睿達(dá)同時(shí)也可以提供芯片級(jí)定制服務(wù)。

審核編輯 黃宇