一份高性价比的电源适配器方案，这颗芯片让你少走弯路
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-11-3 14:47 编辑本文将为大家介绍下基于公司主推的CR6891B 60W电源适配器方案。其中，CR6891B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。
接下来，就让我们一起来看看这个方案的具体内容。
01、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采用了公司主推的CR6891B。
CR6891B_20V3A工程样机示意图
CR6891B产品概述
CR6891B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 ，CR6891B轻载时会降低频率，最低频率 22kHz可避免音频噪声。CR6891B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DEM 脚设置输入欠压和输入过压保护。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。CR6891B提供 SOT23-6L的封装。
芯片特性
● SOT23-6封装的副边PWM反激功率开关；
● 可编程输入欠压保护和输入过压保护；
● CCM+PFM+QR控制模式；
● 内置软启动，减小MOSFET的应力，斜坡补偿电路；
● 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“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；
● 电路结构简单、较少的外围元器件，适用于小功率 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
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>89.3；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。
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(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：
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：
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：0.3 V，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：
04、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 、AC_Bo 和 LINE_OVP 功能测试：
该项测试输出电流设置为 1A。
AC 电压<73V 时会触发 AC_BO 功能
AC 电压>275V 时会触发 LINE_OVP 功能
4.3.4、VOUT_OVP 功能测试：
VOUT_OVP 保护整体波形图
VOUT_OVP 保护展开波形图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% Load4.6、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 MOS-D 端波形
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形05、温升测试
测试条件：带外壳在 40℃环温下长时间带载 3A 老化。
06、EMI 评估测试
测试条件：
输入：AC115V/230V；
输出负载 6.67Ω水泥电阻；
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
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