本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 : C4 ]$ T& B* X) N
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本文是基于思睿达主推的CR6890H 60W电源适配器方案，该方案除了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，最重要的是效率高、成本低，可完美匹配行业需求。
! |: C5 O7 M N: A/ \ Z {' w2 ~, h' @! R9 R
01、样机介绍
- Z3 j& ?: R: y- q. ?2 U1 G
6 U# x Y6 y6 z) p ?& R! [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。
D2 ]$ Q I5 N+ m: i; J1 i! u! o. t0 R& H; a
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 + y2 U/ A4 i& V. I* ]
CR6890H 芯片4 p/ i; q( R: c# F l+ ~- s$ G
) |( D- u# t% @4 G/ w- F( ?2 w
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。( ~3 |; C: C$ D2 Y( u
) i; R, l! v# P特性
+ S4 y6 K$ i' }$ h, [
9 L7 u6 D+ |; m$ p6 \% i4 d. T较低的启动电流 (大约3μA)9 Z; A0 V$ h0 J& p
% c" |' _7 G; S( I0 V Q' g内置软启动减少MOSFET应力
6 h/ L7 j' A$ x3 }
0 k# b5 A" F* i; }带有Peak_load 升频功能；2 W/ [# q2 x* S! J6 V+ d
! W$ I4 I- D; V7 d' NCCM+PFM控制模式& M1 B( e. _4 U9 S C& x
9 I, O$ U" [2 W1 Q v
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡# o1 w/ Z/ X# \% H/ e
& [% _2 a$ \: o) j+ ~1 ^
内建频率抖动功能，降低EMI
8 a' m7 Q. M" P" N6 G* t. T
% X- f6 S; s! V6 P内置65kHz开关频率
4 s$ l8 E0 q; `# g5 c V, u3 C2 o$ r
轻载降低工作频率
+ h7 l4 @# Y4 h7 U, B ]2 h+ c
: y% f" T) q7 R' `0 S15ms倍频模式( z5 }" v7 Z8 l2 b" a, o6 `9 @. F4 Z
& e. ?- V9 \, n) u可编程外置过温保护并进入latch
5 q3 C% \" R( u( {* X$ u$ R4 h; u% ?0 c$ j. t
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
# p: T1 j( U! q7 \) ^2 D7 H/ ~
& M; X6 E1 X: E1 d内置前沿消隐电路, f q1 P3 ~$ z" e. u; T( B
# j% c7 Y) B; q/ e
内置输出二极管短路保护' S4 z3 g h1 \" \# n' l
: V& r; V5 `% O( @- b0 T
内置过温保护并进入latch
% q# t+ d; i8 O* |# z; z
n" [# f1 ~- |. s过载保护6 F2 k; t: w0 e; e5 |2 J& N0 P
; u- ]& j; d' K" l9 @: k. p
SOT23-6L封装
, t. t# T6 a* O4 H2 Z- P( T0 g: ~% ]1 K& W* {$ S( {* f6 k9 x
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。4 A K/ y( y9 \, V( `+ E
1 k* ~2 u% _$ B. n; y/ E/ ~! T/ U
基本应用
# k0 ?) V) W! T% V; \3 U- V* p! t7 m+ {" V; x
AC/DC适配器" N+ G+ }) f' A
' X& Z' m3 @* q: f) X' ?& b
电机类适配器
+ V# ]$ b/ _' j7 ]1 A9 J7 U6 i
) A0 h6 F" a$ X2 q8 Z/ G1 e充电器# [% I {& l7 H, q8 t
3 _# c$ K, A. j存储设备电源
$ I3 f: V# c; l" E+ U- d. I( ?4 r
典型应用
: X* k& H9 o7 K$ w) D+ m/ d, |, K# {8 r8 ?) F
1 F% C& U# B. T& k
管脚排列
0 o: f O, f' u: S* @ K& B3 F0 O. Y0 l) b L& E& f3 ~4 _* L
管脚描述) O* A8 n3 D/ l
6 m# z# F$ L) M. j/ T8 a7 q+ M l1 g$ E, `: L/ `
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。
. P( w6 x8 g K
- ^; e& w3 \ Y" F# z9 |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。0 ^; U9 e$ G9 }! V. i; `
. f2 W! h0 G1 f! r) K' Y6 y
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。5 S9 f7 E$ u, E5 f7 e
l( D, f' v" D$ Z+ B02、样机特性7 h% f$ Q9 D" g& {+ [7 Y' j9 v, t! V7 K
' \9 y" h1 w' m! Y7 u, z N0 u# ^) f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。) u3 c1 l4 _. \
- ]& ~8 h5 j( k0 d% M& G
2.1、输入特性：( c8 I9 J2 P+ P, W! {6 y
& u/ Q, y& w) T4 s3 i5 \
: R; H% |( Y1 a- D D; M2.2、输出特性(PCB END)：
v# R# E9 F9 \5 n/ a' P8 B
$ ~( o& O& C& E" P( t5 u) k+ Z
& H. m3 U2 u( j4 q4 ~: \+ N2.3、整机参数：3 }0 R$ _) U8 q& F
) [& _# K8 m, u2.4、保护功能测试：% I# r+ b$ ?! |5 F) X$ i) N. r
) n# I% ?% \' i: } a7 W
2.5、工作环境：* S2 E5 }$ k- z2 o8 R4 F: J' }
7 H! f3 P; J8 A) R Y: l
% V& E/ J& N1 r- E
2.6、测试仪器：
# `7 D- F- H7 _8 h/ m03、样机结构信息
! q8 {" K% [; U7 v7 f9 {% g! v U) w* ]: w' k0 m: o
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。
" I, g# ] `, r/ L
9 }+ e/ ?1 @5 I' K3.1、电路原理图及BOM：. m/ r7 E# H6 M3 A
- b* \7 o+ r/ G0 T7 Q) S; k
3.1.1、原理图：6 w7 V4 ]% V7 a5 `) h
2 v \' \$ ~1 d' H/ K$ F& E$ s* P2 q( s+ |7 ` J* P
3.1.2、元器件清单：" c& X! D! ]- i/ I
6 S' g0 W1 Y- _5 {6 [+ o" M& n
x# e: u8 ?1 _+ R" S1 j; \4 w3.1.3、PCB 布局&布线：
7 R* r3 f+ a+ I( g
1 C y0 Q- o a2 h/ i2 c; `
PCB 顶层布局 7 [* O4 P: }+ l
PCB 底层布局
' [6 H% U+ u H
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：# Z3 U k% g! y) S% e$ x( @
4 j; ^7 I7 T2 A5 t* V2 o+ G! P
3.2.1 电路示意图：3 |0 ]- A8 F$ L3 M7 b
6 o, ~" `9 r4 `9 B3.2.2 、规格参数：5 l. | z, T# R/ y/ n) g. `' ?
4 a3 u. K& d2 n" H% j: h+ t3 _; t
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；. ~, y6 O' Z \! H! P6 }
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
N: E: O- Y" @5 e" }7 Y# j3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
- [; W k1 @4 i0 E E2 _% l4）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 L% A$ e& x: t4 x; H4 R; p
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；) S @" `6 x5 Q# ?
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；" N7 K$ p8 x9 H o: V6 k, v
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）)；
1 y) A7 O. y; z- k3 ]8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
) l5 q2 {$ F7 v$ |: s9）成品要求:浸凡立水；
$ k7 U; V+ g& W. Q1 W
; V! \9 O! _% q3.2.3、变压器参数:
5 k6 \7 V$ k' T4 ~2 w5 S" V
( f! c8 q0 q9 u" Q& F: P8 c
6 F: f; L! y* z$ v3.2.4、变压器结构图：
* c/ A: ] V8 i$ `2 m
- S, ]: |/ Q+ F1 ^0 ?! E04、性能测评
; T) c% o0 j! Q" [/ J& Y/ k8 v2 s. p. y# Y, f
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。
! c6 Q' B+ T4 b& _' Y4 m0 t* A. w+ e' K4 a
4.1、输入特性：
- E; [/ F! V; P7 O$ l; {) T9 f# V: S, Q) o4 |1 D
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。1 u) J5 P) L) G8 B/ {% v" N
( q& B t2 H5 [
表1 待机功耗8 K5 ^7 O9 n; |" q$ t2 I* c
! E* `4 Y5 ]$ ]8 o, H. t+ H5 o表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性% o2 f) [, n( d1 O# w0 Y
# r& g9 j( Q$ t表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）+ i. Z: S% M. S/ b5 V: w' E
; A8 z: u4 G0 }' y% @& U: g
表4 效率测试（PCB END）
" R# d; z$ x2 x# V) p |: R
2 N1 G+ r0 x5 W% G* W; {+ y% R表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）- _0 \5 ~/ s" ?$ g" ^$ V' q* k' F
@9 V W% Z# u# P4 w6 D8 k- C4.2、输出特性：
2 L' |3 g! y" \5 A9 {9 }6 ?5 S2 Q
4 I0 g( P' {; P. N9 T0 z6 B; Y& ?9 b$ j4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
( u, S7 `. R- H0 ` p4 T
* K; Z! Z) _0 j$ o
5 {% }0 z# m% h. J- H8 Q+ I4.2.2、输出电压纹波：( M- P0 l$ Y& L( @$ w
9 L1 l& B3 k1 @
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。
1 I, f" w! [; L3 P' t
* X. U# `% P$ H
; I2 n$ d( A. U2 u
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 8 s( d% |' D6 E/ ?
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
( I2 W0 j1 v$ g( S; E
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
4 G6 N1 D; C3 J( I- o
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
* l& j1 @2 T2 y4.3、保护功能：
7 t. w% s, O- q; H8 U. {& r
P X# S" B# ^8 V9 E, o以下涉及过流保护、短路保护的测试。
; r5 ^9 v8 B a5 i9 P, }: e$ x1 F9 f6 c: v. H6 A2 S5 a) W
4.3.1、过流保护：% ?( W/ h: J- w. j1 V& ~1 K. |
& F1 C; A" c% J# E
; [, l' U( i! ~: } {( G4.3.2、短路保护：
: k% T6 o2 { ^( V, Q! W& n7 S# v/ y
7 {9 V4 J/ _8 Z' m- U1 [* t功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
! {- Z& `7 r- J1 x9 n6 Q( T; m
. C( E9 Y- g2 b5 I+ I }3 s0 I: l7 g3 H u# r8 p0 T
4.3.3、Peak_load 功能测试：7 f8 u1 e8 ]+ t' V/ y( D/ p
3 Q7 h( v! |0 Q; C% [: V/ S3 m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。
1 e6 Q/ a l3 b9 T0 z
" O5 Z$ }" I: D! ^ \' F8 q
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V 7 j R! Y! D1 x9 G
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ & o0 Z5 n3 X% o+ f
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
# W/ ?' e; X, ~, v
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
" d; b. h( u: |4 S. r, c4.4、动态测试：
2 r+ |- e) M1 l7 B# E* V. G/ R7 l" P% F3 h6 @
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)
Z/ s# o* L% J5 [1 q0 n9 O
+ \' b% y0 g9 s$ c7 }( C& T2 `4 {
AC90V_5ms
AC90V_10ms . m: ]; k: h/ y4 m) L7 f: I
AC264V_5ms
% V6 |5 d) i6 }' a) x( X
AC264V_10ms
% x, j2 m' l) U8 Z0 l( b4.5、系统延时时间测试：
/ {. c, E* m; F
" s$ Q9 F0 b1 ?$ v
TON_DELAY @ AC100V，100% Load # _* s& D' Q% ]$ |! Z# @# |) R
TON_DELAY @ AC240V，100% Load ! K6 @) V! W: c n; |
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
! E# y+ y1 {8 X' y4 h
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
/ o% n2 o- ~8 Z4.6、其它重要波形测试：
3 V. N% P1 ^2 Z3 Q2 |6 q
5 B0 g, S: y# X& a3 i4 Z+ v
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
6 P4 f7 T% x0 a' u! [6 [0 M2 `: N
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
) U3 {* v; _. ]. W
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 - D- v5 _0 l! [
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 8 D3 x1 E' |% G( ?
05、温升测试
: G4 i5 q6 |; I1 k9 l$ G8 o2 Z0 q1 \; Y7 k2 ?, k
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
( C6 B" \( E) _# J4 ^( Z0 n; S9 D( c+ F( w0 D/ r
& |* R. y. z6 \. z06、EMI 评估测试
* T I$ ]: G" K$ p& G' r$ p
$ x5 [& R& H0 Q$ r测试条件：: V# h( m* P& s W% W5 ~' Z
2 C6 g( ~; W, @- {3 y输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；% ?4 s2 k @% p/ M% _: x. G
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
* r/ V0 z4 R7 c* M" K# T! e
) \9 H: j8 [$ i9 z( s& g
AC115V 传导L 相
( p; }6 A2 i7 [
AC115V 传导N 相 o& [6 e% k- t$ E* s& D. r( H
AC230V 传导L 相
- M& D- k: E1 O. i! M
AC230V 传导N 相
( ^* ^& `& x: e- d
AC115V 辐射 1 V3 h; Z! f$ L% E/ j. X
AC230V 辐射 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-5-6 16:49:15
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡