本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
0 k' b# g% }4 R/ F
5 _. h% y# {, {8 m( ^% K* ?( p! N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。
1 |7 h, T' k# u8 K, n Z, ^ U' ~
$ m; i& o- X2 l+ b/ [( Q01、样机介绍) h0 E4 {) V8 M2 f- T% C# b7 y
0 g2 T( i: T" n, y( ]5 |- g I
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。& _. z5 c3 B% l: C/ I
1 U* E' u6 o, M5 F
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 3 N) T1 g; W0 B0 m; [
CR6890H 芯片) g \6 c1 B9 A5 A3 o3 ]5 }9 X
; w% a) V3 I# N1 @. ]: j" V
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。% H7 l0 D7 N' g d
. A9 ~' ]8 d2 m- l5 B" N# o. W2 v
特性
! I6 s, P: C F$ W6 ~+ V. {+ r
9 D4 f% r! |# p, D- l3 K较低的启动电流 (大约3μA)& C+ [0 L) L' l/ o- t' s4 {
. o; d0 ]; ~+ p2 ~0 u0 F4 K0 T内置软启动减少MOSFET应力
5 v: c+ W8 _# _0 Q
9 s* C9 } g+ }* }0 u# I, B带有Peak_load 升频功能；
) E5 O+ |8 T2 A7 I2 `9 Y& ^, Q. Q0 B l2 C" H/ M& c; F+ d2 o" V- h* a* }
CCM+PFM控制模式
: q( v& P7 y* z; l. _+ o& S4 t
4 x" U! W0 T2 t& {2 c& g) ^( B内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡$ g" e# ]# t' o( M
7 F+ G* @( v {; z8 _( D# z内建频率抖动功能，降低EMI+ s" q g1 O# E- v. ~
5 x7 R" e9 s% K* r$ ?
内置65kHz开关频率
O0 u6 t9 G) j0 M" d: I/ B' i1 C) P5 G. ^! ^8 V9 x5 i
轻载降低工作频率8 V4 k% G' ]% @/ q3 |1 D
% b! G4 `% j' C1 D7 [* y15ms倍频模式
3 {+ t( l; I& C1 Z
: [8 ^7 d8 w5 [4 W, e- X可编程外置过温保护并进入latch9 H2 S% n j" K
' d6 P1 f2 f- ?" yVDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
: M/ r9 `& O) J' C. y4 q( m: q- E# m; O! i% I f
内置前沿消隐电路
8 E8 }% r. D7 I4 M' z; Q. @" G6 N/ G* ]$ Y& Z6 Z* f) E w5 R$ F
内置输出二极管短路保护/ Z7 T, D% V# X3 `( O1 B+ A! @' P2 E
/ E+ H: N7 N/ P8 Z# }
内置过温保护并进入latch
3 T) i% F( G* _( s. Y6 x0 `) w! G9 ^5 j
过载保护7 k- s, N' A! E& g
1 C+ D2 G9 F$ zSOT23-6L封装
( u( C, P3 a) Z. [0 C) j! [
! R& {1 {: R; o* Y# s% u# z- h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。
) j7 |! W% _1 @9 E: z! _
% i3 g- j- s; b4 k基本应用& l% s/ Z/ C) g6 b$ J0 J
* i& \* X! q. d4 ~6 w
AC/DC适配器
. ?! Z' G; J) n% [" |. U1 K. U1 E5 M
电机类适配器
$ g( a3 q% g1 ]- ~' {2 p4 H# G
8 R, {+ ?/ g, I5 E& `; u3 X1 D# q充电器& `% j4 ^8 }3 \ a: n
. {- C0 u3 J& B9 J0 C" E存储设备电源
: }3 z, c0 N4 ~" Z3 o! w: \/ J* [( d. b) B! n( d# v7 R% J$ Q6 g5 `
典型应用
2 ~+ P5 k" Q3 H5 D
4 O5 O+ L0 O/ s- A3 |+ O
- H6 B+ [ E7 k$ [! s- y管脚排列+ E. ^6 f7 B; j- Z E( Q: M
* q$ u5 @/ n# N p+ [ ~
管脚描述% S; J% d# f# V& N- E# n2 V
W+ E; q5 {7 ]% Y! h
. A, F$ H; ?0 N0 z0 c g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。1 `) \6 h D! D* e7 }, ^$ q; ~
8 ?4 L# s3 u0 C* E4 E
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。
! [. s* ?3 ]- x' ]/ m4 Y
. m3 y. w1 |0 y% s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。
1 T7 g4 X' E' V# U' ~# W0 I2 U ~) [# O9 |& |" X9 g
02、样机特性
+ `; |2 J' `% D- ~! O
$ B1 d. q3 c! `4 T X5 ?! U- J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。
) C7 N4 Y$ r! c8 [* g- t1 p6 y- P, E: t& @3 s
2.1、输入特性：5 s: M6 k- `6 O; ?
+ r1 k, G! N+ n) x J+ J/ `3 t$ }, a7 k5 {4 ]( |0 B$ z
2.2、输出特性(PCB END)：
" I) G' L ^. l1 c$ Z! P' K+ J' n/ ^% m3 p% m J* p
* D K# Y8 c7 `" V9 j/ T2.3、整机参数：4 h h, R% i/ J7 `
& p5 x' E% h; U: b n
2.4、保护功能测试：0 B4 @4 `8 V7 j
" Z1 n! R; Y0 [% D4 J2 V" O2.5、工作环境：# _7 E4 } L, [) d# B; M+ b, O8 T
8 m) p8 k; O- e# I @. {1 m* C5 B: j/ i* q! S0 ^( Z
2.6、测试仪器：
5 R5 c9 ?/ T5 D, E1 L03、样机结构信息" ?' d% D* v: D. P* V1 t7 G
3 p' S1 ^* K I1 q/ Y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 z) I# y* z! G9 Q% S7 R$ S+ i# f
0 z/ D* b, ?0 L! W! Z/ ~0 w3.1、电路原理图及BOM：
5 U" L0 Y( B+ Y+ S4 c5 Y& d' w% q7 N$ P) }( A5 [" A# g" P
3.1.1、原理图：: U/ p! n+ U2 J/ U8 w
" G* Y4 w W$ u7 F* o% B. \
8 M: y! H z' g6 x }9 Z+ U; ^7 \3.1.2、元器件清单：
% N0 G! {2 D. X6 D7 f) |
B1 K( R+ Y8 q4 g, [3 @* G6 E; W5 @
3.1.3、PCB 布局&布线： J/ _' G7 o: D* \
+ }) [2 x0 i/ d4 g2 I& @8 O
PCB 顶层布局
0 L) f# ]1 Y" x
PCB 底层布局
0 C9 z+ p1 X# H! ]) J
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
* ?& R8 i: _, W$ s. p' s' i+ \& ~2 O6 r- B3 j
3.2.1 电路示意图：
- F/ _' p% ~0 D1 S+ F# i. l |
' U5 \2 V, d# e+ P( L3.2.2 、规格参数：
$ C3 Y7 T* \8 U
) E9 F% b. t0 L1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；% U7 n2 x$ v. [8 Z' t" R
2）材质：TDK PC40 或同等材质；) v$ ` q/ T2 f, }
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；4 c4 S4 W- \# E ]2 g4 G& c
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 R# |, `+ c2 B* r5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；: Z9 H7 @3 X% q8 ^, H3 W
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）； y( q1 C8 z; o$ @: M$ P
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）)；
D% t5 R' p1 {9 R4 G; ~) u+ e8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
+ l2 \2 R) [' h9）成品要求:浸凡立水；
, y; t# B7 Z, u+ M- G1 w1 L; ^ Y6 c( [1 H) i
3.2.3、变压器参数:
7 Q6 r* w4 m! C7 O r& [. e/ S( K: M
* M$ B( b4 ] t6 i3.2.4、变压器结构图：
; p# {) U! V: d& Q! O
7 J% {# D0 Q2 Z. J8 s3 `3 Y04、性能测评" u) r# {2 i/ o5 q/ q2 R# Q
' B; T9 x+ m; Y: v9 v4 G6 A" x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。
+ j: r+ B9 F# _' @
/ [; b1 ] p$ |- Y4 t4.1、输入特性：& R+ i( V6 Y9 r1 @
@8 M9 o/ q1 ~1 Q4 X( M0 c* c
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。/ L ?4 \1 l" E/ V# N
/ A9 U& [; X- }; Z
表1 待机功耗
! b% C( L. I f8 S6 Z1 G/ \4 u( h' Y, B
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性* Q/ B6 Z: A& D+ N0 S' |) {: p
1 L0 a* P. p. F. ~
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）, O: u1 n* s6 {: \* }$ h
# m5 k; l, R" O* d( {1 j表4 效率测试（PCB END）
5 H: T/ [, {; N1 G
* w0 y8 J8 q0 X; A t表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）/ x! \, L( p6 c
5 n7 J. r6 c' L) y
4.2、输出特性：: h% `- @" F" k
9 V2 P$ H0 j* e6 K4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）; p& b( F+ K" S/ }+ H
/ q+ ~" F) u% z1 S4 l
: J$ R4 q0 L6 c4.2.2、输出电压纹波：
/ I* U- _! @$ p# s
. Y& u- w( _' w u8 L& Z; P- L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。0 P# B3 }- `$ M+ s) L1 F8 O n
0 O- U* T/ Y/ H6 ]7 W) ?5 |1 D
! @2 S7 s3 P! `+ C& n0 z8 j- l
R&N @ AC90V/60Hz,No Load E7 [: c$ I$ N( q; Q, s$ f( {
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load e' R. m& x$ O4 h/ y
R&N @ AC264V/50Hz,No Load * y1 S& Q' f$ U: M, f/ A: ^
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
& `' J0 B5 ^: P4.3、保护功能：2 f! w h; [3 R A. p' u/ B5 R5 d
! U$ J0 Z3 h4 F3 ^3 R6 A
以下涉及过流保护、短路保护的测试。' b: x& M3 a! Q! W1 c/ y3 |
, ]) e; p6 u0 i. |/ T; {
4.3.1、过流保护：. n5 L7 q/ R" @/ K
( D! x* v; c- M# l" r1 H* G& |% n+ V5 o, a5 K0 p. L# |
4.3.2、短路保护：, Q1 \2 y$ Q0 C% L+ n
% q6 }1 y& e4 n1 q0 i* e0 Z
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
, ?5 G: {8 ^0 L. ]4 j \% k/ C: ^: [6 _' m' J) c
0 C+ v& v8 d6 ]; N5 s5 {* z4.3.3、Peak_load 功能测试：8 E3 v7 f* C0 ?) `+ o& ^7 a' }( [
& {- S) r" ?2 t# F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。/ Q" b2 \+ ?. k
, _# ?' D' Z6 x- a e1 k+ [
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V . q" W# ^) T0 U) Z* ^3 ?
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ # V3 f: A( i! { l' `. k7 I, u
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
7 H' k# i7 j( S* W
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ ! U8 I8 x8 V( |: H* k' ?, c- h
4.4、动态测试：& X; o3 w8 v9 b8 X( ]
5 S+ f. t/ u7 y7 E2 g3 I
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)8 V- Y9 {3 E5 y+ ?: W- g
; g! @+ L$ ^" {8 f
AC90V_5ms
AC90V_10ms : U; s+ T( A" m8 H
AC264V_5ms . h% S) B- Q- |7 I1 S
AC264V_10ms " j: C0 G. p3 g6 t* Y
4.5、系统延时时间测试：
$ x' t# @" @' {8 R6 o: p: n |1 a! S
TON_DELAY @ AC100V，100% Load " P/ A# H/ I( v. a$ w) _- `# W
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 8 X7 @, J. x* {/ }3 Q9 D8 s* v
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
" w8 n, Y# P$ O: ~
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
* |8 o/ ~7 @! ?2 O8 r" d2 v4.6、其它重要波形测试：
5 R+ p3 @* O, A% W( `/ ]( q. t
s( _7 p; d/ ~! a1 q$ I
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
8 v4 L3 n3 q5 M! f; i& T
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 1 f) @! }, x& @( Y* Q3 m4 p- n x9 R
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
0 U. F2 `* v7 X: r( E
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 # d8 J& _% b! E+ M: a
05、温升测试
; T' @, R. S, m
" \. S3 @; a) ~% w测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
+ k, B& a4 Y8 [3 m% C: a6 y5 Q3 |/ h b! q
, u$ p3 u) y$ K8 \$ b& Y" b06、EMI 评估测试( \) a0 X$ f/ x0 b5 M
- x4 D* E) t+ ?+ R4 e1 K$ w; A测试条件：4 e2 Y' N7 Z9 F# O h6 b
H1 G& l9 p+ e' y( e& X( _输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；4 j7 d5 S6 d& D0 y. _9 E
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）/ Q; O: e7 H( |: _% A* e' k
- K6 \& l2 H: u3 }0 ^6 S" A
AC115V 传导L 相 & g9 E. f$ N/ a) {
AC115V 传导N 相 ) O5 G1 Z( c/ i g- w
AC230V 传导L 相 ' R0 t8 Q# x/ t6 L# N n9 Y
AC230V 传导N 相 5 N9 P- ?. f0 y" S8 e$ R. d
AC115V 辐射 , x# |" k% M( x* b4 ~, Z- ^
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