本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 T' m) q z1 Q5 g8 v5 s
; \! H s( \0 K* ^- t/ T) k; m& m4 Z
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。
7 p% f' S; G1 b1 X& s$ d
$ O0 u4 r5 i; N/ B01、样机介绍
: t0 @8 q5 v* T) n9 `( D6 w
5 l. I: Z# {6 t# V9 U, |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。
1 V) l. s' |, H; ]% d4 Y" F
% K+ c" ^( N, W# u; G0 Z5 I
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 ! S/ W* k4 q% q7 q2 K7 E
CR6890H 芯片
0 T+ y o- z+ q: ?6 f
, I7 Y; E2 k* Y2 p& b" GCR6890H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。+ O3 T4 X- J' }$ T9 l
6 c8 r' C7 M! d2 E+ o% ?特性+ k; r' j* S% n3 t) I
; m. N* H' Y6 |/ x0 a7 y! N$ s较低的启动电流 (大约3μA)
6 W4 H1 V! v3 x% u4 i/ u
) y4 P- P) M m内置软启动减少MOSFET应力7 ]3 V. X) L0 N9 q0 x
* H9 `" B1 r6 `. F
带有Peak_load 升频功能；
+ P- @: f0 r; ?" T; T, {4 S) S) o
5 [5 @9 K* [8 r* z1 eCCM+PFM控制模式
/ h7 R9 ]5 L v5 z" K2 @0 G: F8 M( s& y4 u5 Z. l
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
. u! S5 q1 z; u4 I1 j! ]
2 p3 i5 q7 \( E; Z6 y7 c% {内建频率抖动功能，降低EMI
% d x3 h5 J: x$ h( i3 Q
& a5 S9 ^7 K- V1 z7 V2 U内置65kHz开关频率* A% ]' G1 M0 T
& o$ z5 f( [! J轻载降低工作频率, ?: i( K! _' K/ K% j) W6 x
8 u7 m+ z! y" L6 |
15ms倍频模式
0 u1 E0 b4 ~) G+ z# ?, W- ?, `9 b
可编程外置过温保护并进入latch8 n! A6 n9 U5 @6 v% k& q
- ]: F. v. _& {& {% @& W8 t0 mVDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch4 _5 `5 U1 \1 W! d* z2 C
0 _9 m. f4 p4 _8 |& Y; o$ ]
内置前沿消隐电路
5 K" c9 [" \( Z& c: n$ K% x% m
! y2 T# L1 S9 L内置输出二极管短路保护
+ I1 v3 o# _; T/ [2 p d6 Y# ^2 O9 d6 y- p& x# R% S
内置过温保护并进入latch1 @2 o7 @6 L5 n0 r) @1 b) n* N- B
) W9 p" Z- G& d( q1 e! U: r# y
过载保护9 v6 q0 G6 y S3 u
- @% f4 Z' K5 {! g x
SOT23-6L封装
- U: L( J- o8 Q) I' w, h
4 a( a8 T' H. @+ n$ U) y1 c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。7 m, G( y4 {9 M9 E+ P" m
! ^" `7 i$ h* \ R+ l- E; z基本应用" y/ U* [: M% E' i D. _
" [9 k0 r4 a1 F2 P% qAC/DC适配器+ q" {; Q. M5 ]; x; Z# G- _
$ _' U; z6 j3 P8 j$ S+ V7 z9 `电机类适配器
& P$ b) C6 }/ q
1 a; N) }8 s* w充电器! g: N+ }; w( q4 }
; m1 q6 x7 z% W+ \9 n r, p: @+ v
存储设备电源: P* ]+ i1 O+ F0 l, S
5 T3 `0 r' _; R* U4 x" O+ u; E: L典型应用7 d* b( W5 y' R6 b# |$ f
1 c4 d/ ?' L& ?( \2 A0 o* i& o, X
管脚排列% }0 @: i' A {9 \, R, o
( d) ~! f+ c* `% n7 L$ K s* Q
管脚描述
( R# z0 v+ v& |8 W* Q9 G
9 ]9 W6 F1 H7 t3 J( m( u* [. s/ i0 I1 p+ v
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。
p9 ^1 u, k" H+ _6 G3 [8 Y: {2 S5 k% ~
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。, ^2 ~+ B5 w/ z1 J& y% Y1 p
4 o2 T" E V& Q/ a0 a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。
+ f( n0 h9 x# U
w5 x2 K: i" ?0 g6 b02、样机特性
/ l0 W5 ~$ J3 P9 ?! j6 p6 M; |: ]: A: E$ x# d; `; D9 v: e% `7 H5 d
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。
! u$ y6 F2 J& F* N
. E/ G# {: Y7 j2.1、输入特性：# r% e, L1 L- n& F- Z" Z
5 K# S! _5 H( i8 R4 d; U/ t/ f
' \0 H! Q4 d, s
2.2、输出特性(PCB END)：. _7 _0 t: Y4 |8 I, h( k
0 \2 K3 l2 X- ^, N& p( E
! J* l. X/ a, E2.3、整机参数：3 G/ E: y& t1 l+ O' m
6 J. ^6 I8 T$ O8 Y2 A! F2.4、保护功能测试：
/ t- _! x1 P) K( f$ F+ c+ |. V! k$ G& T$ M0 u
2.5、工作环境：4 I0 ]+ V D+ ^3 ?) T1 @
( K' `7 N# w' m1 B. h; L2 l
/ |( @: F" V t% J! x( @2.6、测试仪器：: @5 w; N, c( q3 n
03、样机结构信息
- `5 p6 T2 i& T6 _5 o" d
. P# i- t* y$ K4 F" u+ K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 Y$ m' {1 K3 x- a. A# R0 I) Q0 I* g& [9 Z q# D* H4 B$ |2 V
3.1、电路原理图及BOM： a: L+ o. R8 R
# g8 {4 w/ L* z, \$ v- s
3.1.1、原理图：
" o% M! @9 ~" ?; S" q3 Z. p: }. F% s+ s1 Y, |9 C7 H* X
: M4 p; p8 }4 s5 q0 e8 A1 ]
3.1.2、元器件清单：
: a5 T8 i* f1 K# X
) V: P! _6 M! K" M4 G7 [* f/ k# |$ M- D, T
3.1.3、PCB 布局&布线：
2 v3 q! f# C5 y8 A! H& H D
) q/ ?1 m% z' } a- v" I
PCB 顶层布局
. [3 d% c+ B3 ~) G0 L; Q4 \
PCB 底层布局
/ ^7 S: n6 t4 q, m/ h
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
0 j. B* e+ c5 d( O/ T- ]. c' @' g5 i9 J& F
3.2.1 电路示意图：
# t* ~2 T: h% ?- ]' V8 |& f E8 N0 \
3.2.2 、规格参数：; g. u0 z, m. L2 Q. \. f9 G
, v( z, l2 a2 ]0 Y( s8 C0 \
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；7 ]7 n. k# g* p
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
5 S5 x" M/ @- |* G0 g2 r3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；1 C; l8 V7 I" R# @
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；
% e! p5 L+ k v( U' h4 s& p) Z. G* [5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
& v/ h7 u$ ^' ?& |" n# t" x6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
' p. c: l# t( @- A* G7）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 T- ?( u' i1 P2 w; T8 ~
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；! V: P! M0 I1 n; n9 z$ F
9）成品要求:浸凡立水；
/ d2 h( c. W$ |0 P! U4 q4 W3 a
. d: N. h% M Y: g3.2.3、变压器参数:2 {1 Y7 h- ~# M* g
, y7 O1 u C- l# c+ H; e
: r7 ]& X6 {! p3.2.4、变压器结构图：
- q5 L3 d/ L5 ?
/ _* R/ q4 A% V04、性能测评2 X9 Z6 U* v* M! g+ P+ y
+ F1 \7 Y( H( H: Z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。+ p" P2 `' [2 {
& L! I5 Q+ y' p+ u' `% @# e4.1、输入特性：4 r6 ]4 {2 N7 b, _* w4 @
/ ]8 g! c c8 T) I; E( {
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。
* }0 t5 K# z9 U* K3 b* @2 j: H* G5 `1 n
表1 待机功耗- D0 S+ i3 I9 R
# v. D8 R( ^* e5 N( g- J) O
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性% R1 u# R9 |. O# |5 }+ F
- ` ^, B0 {7 a' J# f7 y: k
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable） t$ z. R2 S( N( K+ R( J) Z
; o, o" w: V6 B& ` R2 \6 q
表4 效率测试（PCB END）1 I G1 t: Z( M/ i
( d; ]- I1 S/ u$ |8 S8 X
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）5 R8 m C# L1 f5 x0 S- \8 {
4 U& g7 M9 z$ L+ J9 I4.2、输出特性：" S9 o o7 t( ?. h ]- `
* I5 |& l& K9 T6 A, ~: w# g
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
( P: g/ ^5 V5 S/ I. t; @5 O0 W! ^# L
h [- p2 T- {/ ]7 l' @1 S8 r9 e G7 d7 `# A- O1 [
4.2.2、输出电压纹波：
% C3 K: z6 V; G" A! l, S$ k) `/ z( s' e5 O" H) V
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。
& E! u8 f7 i% v& R0 x) K, Z7 \1 J# b- u& w3 T% D8 {
/ t. f; y# ^2 ^; G& Q& l
R&N @ AC90V/60Hz,No Load / \9 _! f ^- B; ]' Q3 z6 ^
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
8 A- _: Y: ?7 g- Z3 d- e4 S
R&N @ AC264V/50Hz,No Load ! l+ M: S/ v0 d: @' S
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
* ~: A# l6 z! Z# `4.3、保护功能：
# G6 e) e6 ?9 U0 ~5 `) ~* Y0 a; |) C9 o. g& M S3 v
以下涉及过流保护、短路保护的测试。8 a# \. V0 z* w3 A
1 Y, ]& a, m/ y, e4.3.1、过流保护：
' C, @+ a" B, G( X2 F3 ?% ? \" X( k+ B, _
3 g+ ]3 R n. e# a* K
4.3.2、短路保护：; s" x7 ^, z! q" U
+ k6 ^; P c+ J$ M$ R) P
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
9 }( N* v. z% W8 k% v2 ]. R: q$ S9 z' E4 h. z# _8 I3 }' v# j
* J8 v2 m7 g2 E. `) O- @
4.3.3、Peak_load 功能测试：0 o7 H6 C! o6 H
4 {. @# F* [( O8 ^( G( d, y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。
9 X9 y8 W: _* f2 c
$ p' K( s: i' S7 i* ~' e
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
' T$ X# f8 K" _# z/ L$ F
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ + Z; x; R, V+ z# g) @
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V # m; a4 {8 }- E' a2 J2 E6 W0 _7 q- e% L
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ 5 X7 k$ D% m V7 r4 T: W
4.4、动态测试：4 H# i6 r% i: {4 S
7 e. ]; U: Z5 E U- [
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)
1 Q* n# d, X* K6 x0 T8 |
5 {- h2 w5 ^* z1 Y
AC90V_5ms
AC90V_10ms " y$ V4 u! Z0 n+ } k i
AC264V_5ms / i; |9 u8 Q, j4 N3 U
AC264V_10ms
" c) G6 J, g; ~4.5、系统延时时间测试：% [9 \; I* r0 W7 `
$ A% _& s: f4 ^3 v; ]
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
[) N& p& A" D, C& P) L8 ]- m. X
TON_DELAY @ AC240V，100% Load ( g6 \- n' P- p; Z" O, j' r
THOLD_UP @ AC100V，100% Load + y8 W' q2 I/ k" _/ c
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
( b( ]( p0 I/ R& N' G6 {: B4.6、其它重要波形测试：* u% I% k$ _5 r, ]% q& W3 d' E
^( O, d" q& t# w' B5 ]) C+ ?
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 # ^! s. b w1 H7 ?7 a4 `& ~
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
) }3 U4 Y" W& F1 v4 k
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
0 z2 a# Y- p* m) O7 ^
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 c# I1 ~+ p' w6 i/ D4 `
05、温升测试% E( D, t1 G% U- I8 [
* n0 x& s3 _8 j3 |4 u D R测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
1 _2 s. b8 }2 X D+ S# F0 g! l$ m, X/ h" {7 ~) ~
1 q; F9 Q; l5 c% ?06、EMI 评估测试; ~# }' E2 e+ Y8 [3 P6 ?2 }( Z9 ~
( [; `' Z8 M1 F$ A' u测试条件：
" c$ a1 l3 q, O* u4 n. {/ k" m1 c1 }2 b* V5 h& T
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；2 g Y2 e2 E7 y: ^) e- H, o/ X4 z
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）; t* p* `% ?& y8 z; f9 S
8 ~; N: q6 j5 \& w
AC115V 传导L 相
+ q6 Q0 k1 t. p9 a2 E: v' f3 N
AC115V 传导N 相 ! T# D3 S# r) c0 Z% l" b8 H1 k* ^* X
AC230V 传导L 相
8 O$ _( }5 b) W Q% y; `
AC230V 传导N 相 ) W Q; Y3 g, \* G9 I$ z
AC115V 辐射
. B1 m8 z7 B& C4 y
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