本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 ' h- E. M) f$ X
8 {7 q3 a# X9 C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。; b, \3 s# X7 U' z
W( b. W' k M' f# R1 b4 y01、样机介绍) S6 P; p* O5 {
" Z/ n+ L6 N* Y/ Q" @9 `
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。9 U8 u. ^" m F; S2 X8 R
& N& o: E1 E% x7 i- t6 W
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
, q# U6 j0 S8 _. vCR6890H 芯片3 K( V/ G3 ]/ p/ t5 P' T
$ d( B$ @) y" a, nCR6890H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。
; h4 `' H5 F. ?" M+ V7 ^
2 s, }! O8 j: ~7 ]' t' n特性4 G- X0 ^9 ~) u* x5 Q
+ m5 i# H, R* c9 n# e* ]! Q5 L较低的启动电流 (大约3μA)
5 \9 {" I# R% X; n4 `
3 e6 H- n9 [, Y2 M* h内置软启动减少MOSFET应力/ G+ n. B& k Y! @" }* _
: j" {% i; i* _
带有Peak_load 升频功能；
- h6 F' F7 r4 r7 ?5 ?7 ~* \3 z9 c& S! R0 L$ W$ i
CCM+PFM控制模式
3 l/ _! U5 Z' @6 C' m7 O7 n( c, k! R
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡( w7 ~2 b7 r: F3 [& T
* `- K2 n# `, h) G内建频率抖动功能，降低EMI
& _- _ j8 p. r, X. P7 j
6 e' G* U+ k: X' l3 Y3 T内置65kHz开关频率6 [2 T1 W% Z) K g! }6 h8 \- E+ Y
; @1 X! b! N9 |* v8 ?6 F) c
轻载降低工作频率3 `4 M8 Q% r: V5 [6 u) e
# P- w' C/ d& x% S0 o( r15ms倍频模式
2 `9 D, E# V( U2 i) O8 w6 y
& g) P; c0 X# o& w/ l# c4 H6 u8 \可编程外置过温保护并进入latch( ^3 |5 e7 t, G
. U6 u( {( w* J% K% [0 ]
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
7 H+ B+ L4 j$ _9 N& n* ?8 T2 O2 x8 V) L
内置前沿消隐电路$ j) l8 ~4 f1 z& q
( V8 b: H9 k3 u内置输出二极管短路保护
. Q8 { Z& s6 |2 K: ^4 Z
' L2 B5 I/ r2 v& D内置过温保护并进入latch
5 R+ o! |! Q% a) H' J3 r" V$ V" _, {7 O, u7 c
过载保护: y: Z9 l; E* N
$ q6 _: \6 L2 [. ~4 v5 E
SOT23-6L封装
2 j( E, M% L" o/ Q7 p/ Y4 ?. r1 ?6 `5 |. D
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。, w/ `( }+ o9 R" @& z
2 u2 k- h1 C& T+ b0 R
基本应用) ^7 b; J/ h. [$ o& D
_/ }; ?0 |' r; q2 b$ ~. S5 s- `3 WAC/DC适配器
4 ^" ?/ U+ i& L% r# D% e3 k% ]+ ~+ G. f6 R, X$ I9 g/ p! y, G( i
电机类适配器
& {9 i0 {) w7 s: C
4 c e) L/ p, ^' }) w0 `充电器
9 B# T4 L/ }+ ~' {/ H( j6 W9 m" o8 X- x2 j o/ }
存储设备电源
, [% T( R* U5 v k; v5 J$ r$ b5 L/ Y0 q- p/ v' k
典型应用- {% Z: J0 {! C9 Y; r% @, r1 w- z
! ~7 w0 z+ R" ^$ M9 f
g1 L- c! K5 M4 W! @
管脚排列2 e) C; q) R V# L( q
% l8 y }- T4 S# n, P$ S1 Q) s7 I管脚描述
) c, k* B# o% p% j2 |: L
4 B: p" P, M) A% n& o, I) j+ [7 W. b/ J& Z, Q% D! }3 U! 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。
% a$ |" }, D! x0 P o9 Y& c. @% T2 y
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。9 H& d% m8 M3 p- J+ g; ]: v
1 y3 V/ b0 ]1 P; q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。
Q F3 {. b5 n _- @( E, }4 ]: d+ `4 f% B
02、样机特性
" N, E: M! m8 B" b( Q3 n7 |8 z: y$ P" i, m* y. e
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。 y# |# D# [" S1 k& p& A! B
" Z3 Q- |, q* N* r( h' Z5 U9 F
2.1、输入特性：
( x" f. {: q$ [/ G4 O7 l8 R w
1 e( t3 R# t" P/ N" D7 ~ h+ U5 B
2.2、输出特性(PCB END)：
# {9 e p& I, V; @- x
' v+ z1 v1 N, u0 c( s9 I: Q
! h* @7 n: M _7 d. s% E+ I: Y! V0 B) C2.3、整机参数：) M* l: {: k9 y' N1 @
! p5 L( M8 z( ]2.4、保护功能测试：
* H$ Z& L; E, O& U9 h
1 U5 {/ I5 U! _2.5、工作环境：. `7 Y9 ^8 n7 f3 N) I" G! g! ?
9 T2 ^1 c! ^9 [. N* [" B
; Q2 v4 |1 ^1 c0 X2 m/ z5 D2.6、测试仪器：+ @: m8 F+ i" Z+ B
03、样机结构信息
0 W9 M1 h8 W4 V! s6 h5 y6 }7 C- U$ ]5 _
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。/ ^, Q$ r3 G4 }! i! A0 L5 m
4 [- D& F7 ?+ o& ?; K
3.1、电路原理图及BOM：
+ M' ]) |3 x- Y( g0 {5 \+ n" I: O. |# H0 [8 \ U" m3 p
3.1.1、原理图：9 i3 f/ L( n/ _; t! ^7 A
# e6 e2 @; i+ J6 R
$ i* J' k" I' N7 V6 n3.1.2、元器件清单：
0 }% o" M8 e- x/ F+ j( K n5 d p8 G
! ?' J a! h0 ^
Z1 p9 V1 o/ ]4 W$ k' N7 Y3.1.3、PCB 布局&布线：! ~- g2 ?3 C/ l, f# f& G- a
5 l. a$ c7 n; I/ Y9 Y8 [
PCB 顶层布局
; T% S2 F d* y" A) T' f5 m6 {9 t
PCB 底层布局
0 a5 Q* } d8 v
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：' u* g3 j+ b8 \: b" t3 A$ E
- f" T, G, y4 y; _1 r \6 E5 r/ ]: e" l3.2.1 电路示意图：
4 J; |! i) _2 ]& t/ ^( x! _8 _ l4 W4 [/ N3 _% K$ z e+ a; S C" R
3.2.2 、规格参数：
2 H& v6 l2 P0 H/ O8 y6 c
6 r9 o) s' W4 F" u; `& @( r1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；( h% v: j e: l+ F4 I
2）材质：TDK PC40 或同等材质；- p: m, |# F* Z% n. z
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；7 J/ ~/ h5 v J
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；
% F f/ F$ E A+ q5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
8 B# a8 A' O) A; r$ A6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；" h w _. Y8 Z6 K1 i1 ]# 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）)；# D6 \/ e& I: Y; y
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；% s# j& Q, L7 Y- z$ N0 Q
9）成品要求:浸凡立水；
' \7 k$ d, y$ W: U7 C5 b+ j# p# {* G9 S; N& O
3.2.3、变压器参数:
! n& n* [6 N* q3 B3 m7 p% C; T7 f# V4 c B4 a F
, E# u R9 `# j" V+ F6 v3.2.4、变压器结构图：
' a( V( q- s% J5 X( l* Z! p9 J7 w* `% [) }
, P% [) s2 U( ^" o0 ?! t04、性能测评
, d0 F" _9 F/ S! y# g$ Y$ z
+ i- n& w$ f \9 A+ q" D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。
; A6 T, ?8 V2 D3 T- c
) @ B2 a8 i. _( z% O4.1、输入特性：
, U$ k# C# W% B: h' R* o
0 u# \: e, X2 Q$ W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 e; w! B+ ]- d
( j! a) A. _. C. n$ p9 U表1 待机功耗
9 g. I( D. x: ?+ G" Y* O B1 C: {+ M) W+ M) |% |; x0 o; p: I
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
. [! j8 `) @( _ G6 l6 y F7 v; [6 }0 w% j3 B+ P
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
. P, m1 u% `6 h2 K
/ V- @- ], U: {- ?- @! ~) f$ c- S表4 效率测试（PCB END）
5 m4 c0 j q; P; I7 D" @/ {
- ]1 [; h" l! I$ A4 _4 h表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）' H* ]0 R& K$ W. M
- _- I L$ ?2 ^- L0 o/ a3 |$ f5 \
4.2、输出特性： t- Q: u0 N0 g( o+ Y. ~" h
2 ]: O1 i7 x0 |' W
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）0 G% ?& w3 C, N' ?0 l( V
4 _3 q% R; v. x2 c! L0 b4 Z& p) S, ~2 z9 d$ N
4.2.2、输出电压纹波：8 {8 c3 Q/ Y. N$ e6 p3 u1 u
3 ^2 d' L, [2 U: k; Z% i4 o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。; V; I5 ~- V* _* _+ n
9 `$ U- }( y& ?* _& c
- [, w: V& N- r) d0 K1 d* Q
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 8 b7 G' F' D" Y% h% T( r
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load ) @7 \7 l: l, K I7 o
R&N @ AC264V/50Hz,No Load ' _/ v/ ]3 q/ ?: m, N$ b
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
! X$ U5 V( f2 c. G2 |4.3、保护功能：; h: ?/ n, z$ @. a) T' C
; _3 L% U5 K( [: u1 ^7 {0 G以下涉及过流保护、短路保护的测试。0 ~8 b( |8 }' q( E/ r+ E
, `% Q5 L" K6 N2 i+ I) o n' g4.3.1、过流保护：
* Z8 h I: p3 O. w3 Z5 p9 ~
B3 Q2 R5 I( F! V# B# P% v+ x% A, j# i* S3 L% F
4.3.2、短路保护：/ \9 h( I6 e0 b
& z/ n; p. r1 V. b0 B
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。0 c# b4 B; t8 m: @3 B/ s- p# y# w
+ z5 X+ F8 r' E8 X0 h
" N8 W+ K& j/ d2 ^- `; F" w# K h2 s4.3.3、Peak_load 功能测试：6 O @& P4 Q* Z0 B: R9 @
+ d. ^( _. _/ W/ p7 K
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。! T6 Q" i h, u* |4 N+ \
; G( ]& N1 @/ `1 \* M* w. R
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
& ?* `7 _) B' R! Q H% E! y$ s
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
8 ^+ \7 Z5 A9 ]7 P1 `
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
+ ~$ U4 d0 W: l# S5 |
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
) `8 }4 Z I' F9 | h, w4.4、动态测试：
8 u6 k7 E. y, X# W, U4 J# v4 h, c0 L9 V! ` @6 f i" D
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)5 G3 E. Z0 S" U
5 L. p6 [ _/ M: b
AC90V_5ms
AC90V_10ms
" p. r" k9 J2 J/ u1 V9 i
AC264V_5ms & f7 b! p) J1 j) l
AC264V_10ms
$ M/ s" o/ b J' r0 L4.5、系统延时时间测试：* E+ b! F4 |" o; r# N( |
8 Y. @7 Q7 F- I# t
TON_DELAY @ AC100V，100% Load ( K" E7 ?: E N4 z$ h1 w
TON_DELAY @ AC240V，100% Load $ g4 e4 C1 @+ M" w0 V1 u
THOLD_UP @ AC100V，100% Load ; u" |: X1 j3 Y, r
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
4 S4 Z& d1 N l& K! v. [4.6、其它重要波形测试：0 Y/ D- R" Y- V9 b0 O7 ~
& o3 c: A9 v' F4 q/ k7 x
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
5 w$ ^* U5 t' f2 C2 _ U
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 $ k1 V# h: i( ~/ \! {7 @0 l2 t
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
8 L: j+ \8 a4 N% M( } a
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 2 D4 @: o4 A0 @+ w- i
05、温升测试3 M9 U+ `" m4 e7 p
3 i7 W1 K# D- g V) J7 R8 U
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
' ~3 b. H7 ^7 P# G
0 d. W/ ]- T1 ~& y6 T
2 ?% x0 w3 e* O4 b8 O; _06、EMI 评估测试
: O# U7 Z% n4 T/ _
+ S* u8 C2 H3 a6 ^! n测试条件：+ e* v1 F4 T, B
3 x# Y7 s: y* }" b% |输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
& _; X% V+ c/ k& k. j% q1 K1 O4 \限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）: ?. i" L( m Z# T. T
* v2 z9 W* L- B: z' {$ i# k
AC115V 传导L 相 7 P- O* b( b$ u2 F
AC115V 传导N 相 3 r* [8 u: Z8 ?, u& c$ l. m% x# l
AC230V 传导L 相 9 l5 e% \' ]/ @: C% k, G, p0 f0 z
AC230V 传导N 相 & F& }3 d3 O) O8 k9 I$ N( b$ R$ h
AC115V 辐射
# I" u7 B. r9 ?+ t, Q
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