本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
% [1 e1 s; Q! o M
5 a! @1 F9 C, h. ~- u6 F9 P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。. L# K+ y3 V% s, w" a+ z
! y! Q( \2 H4 U' |. E1 t01、样机介绍
" _. V# ]. m, c
! x# \4 X: L3 `5 M3 A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。
' L9 L& c0 Y) F3 u Y3 a# x& y- K9 Z: o" ]( z8 ~& U
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
3 h* b) A$ H' h6 T! q' mCR6890H 芯片
" b( _& |8 ]) C% W9 |; h/ _ t( @ l i3 ~ 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。
" C$ @$ p2 L! |- ^/ t6 C0 w/ Q
- [' d; \" `- S) I0 @特性: v F4 I6 c9 a6 q: h
6 t2 v7 s0 t4 F, }; B7 o' P' w较低的启动电流 (大约3μA)4 [ w# E2 ]6 [- g
+ u. D+ F* k, O
内置软启动减少MOSFET应力1 i* \1 v- d( f6 T8 X
% a/ ? d( [+ ]2 `$ y带有Peak_load 升频功能；
( v! h* E2 B$ ~4 P% r; Q& I/ z( | R6 M9 `4 |
CCM+PFM控制模式
& ^6 T# Z% p5 x0 O4 |+ J9 ^2 U" ~1 ~3 ]
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
* X# L& T' K; Z+ O) Z8 }
: g/ @& y0 i8 G+ X- B* x) k6 r内建频率抖动功能，降低EMI
1 z' a" C6 d$ I9 O9 D& k D5 ^& \/ P8 {
内置65kHz开关频率+ Z2 Y0 C( D6 i& H# w6 J3 v
- u1 _/ [* X' j. r$ `2 V: B8 z; ^
轻载降低工作频率, p Z2 k+ o# n
" q3 x, S: v& A6 B( R s& ~
15ms倍频模式
) ?. t+ D( r) A4 E
( q& g) j& F, m1 w% x& Q6 S/ Q可编程外置过温保护并进入latch
* k5 Q! J$ T7 i5 U
1 A. J# x; W7 N8 jVDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
; J* D8 G9 T# U5 p
0 s0 B7 ?& q3 v2 K4 e0 I: D内置前沿消隐电路8 W9 Q h% |4 E* [7 E2 R( g3 n
- w, M/ b% w( Y4 v1 X9 p
内置输出二极管短路保护
' I% c4 v l7 e- c$ w, [) P" j! n( _! r2 n6 {- n
内置过温保护并进入latch
$ d, G2 O* x5 x( |) t K+ U$ e# S4 V- @% f* k% R
过载保护
. V( I; ? {4 V* U/ ]6 T
" ~- Z5 Y1 d O7 c% c. N$ U" ESOT23-6L封装
8 ]; C$ }6 u/ L; n2 [8 `5 x# E2 T; J7 W+ N7 w T
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。0 u# `3 [- Z# g0 _/ Q3 l2 [
1 [. V$ G; s( K* ?
基本应用- n. I+ m P4 y8 }, i! }0 U( i
4 g" G9 j0 T1 h, U% o. ?# c* vAC/DC适配器, K( j9 [4 N% O9 k3 Y h
5 X+ x! l" w; X( M电机类适配器
0 j7 g' N& ~# j) }& g, _$ h: l5 G$ _# H% N5 f
充电器
( S& H) A- `! f* T2 J5 ^9 a. }+ L9 g" V
存储设备电源
" R5 l9 g1 O% k% h) r
( y" ? B. W5 s6 q+ ^' B5 K典型应用# U! }' r8 Q( S- \& V
1 ]% N* E7 L: ^! k/ ?6 g- e/ \& m' T6 @5 q
管脚排列
: n2 J) ?8 \4 G$ f) x" m% S; [" R6 K% ?
管脚描述0 s/ V" J0 @4 R! U; f
0 P. M1 D3 v+ j
, e i. \6 i9 Z* S, u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。. C7 S/ K2 i6 y9 L# B
2 O# I2 h( X9 z$ E6 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。
, a- C0 m% a- z
; H! b, j5 B$ x/ |: ~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。; Z7 M1 X2 ~$ h8 o4 R
( x& W7 c& S) E) s$ V02、样机特性
. g9 d: P+ p" i- ~3 z: }% {' K# j: H7 Z7 t }* 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。" N) _+ i, `% I' T* M
( j3 S$ c, o4 {) e8 F% l2.1、输入特性：1 O( w4 k9 Y% Z* m
5 _8 \$ k; i6 \# u2 Z2 C* f1 Z
% h, e8 o. u9 d2.2、输出特性(PCB END)：4 l5 ]8 M4 q7 ^
+ v: h3 I! _8 P% L) @" a k' r v
2.3、整机参数：1 b! J2 M X! x! m
/ S7 @. C8 t" i: I3 m" D2.4、保护功能测试：8 J7 p. S+ j1 J( G# @
: q7 h9 m; X+ `
2.5、工作环境：% e8 {2 o( ~) v+ d
8 D( d+ U5 r1 B5 i; B
N& X3 ]" Z" w! {8 s, M2.6、测试仪器：0 w N6 }9 w# P* S# r
03、样机结构信息( H& N" f1 u% `7 h+ j) }4 X2 S
, E/ F8 V: p6 w. s" J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。2 Q U/ F4 e) l* [
) `7 M, h0 U/ A1 N- x
3.1、电路原理图及BOM：
3 r7 [7 @. l9 d7 }9 R G: F7 l! y1 b+ k- y: Y0 _; X5 C- ~% H
3.1.1、原理图： ?( w: ~' M, r, s1 a ^3 o
' P/ B9 Z; d( v7 J3 G$ M5 q# @
. Y4 f% X: E" e9 }4 ~& l6 \# x3.1.2、元器件清单：
! F! [0 i7 w7 X, u( O2 G0 r9 b9 h- z) F* x. |$ y* ^% y, c8 g
- q% k/ L0 { Z, G9 a3.1.3、PCB 布局&布线：8 s R9 x- A, M2 _+ F
+ Z$ i: F7 o/ ^4 R& Q& l
PCB 顶层布局 ' y5 X; D, A& U8 R1 {
PCB 底层布局
1 J7 ?$ R" R7 N! d% M
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：/ r e x% _1 L$ u3 D
( }" u" I& [' i! C$ C3.2.1 电路示意图：
$ g, i+ O! `" t" H9 t# E/ Z
( p( j0 G& C$ E3 S$ U I$ C3.2.2 、规格参数：* u! f9 d5 J: q# N8 k0 Z3 Z |" v
* r% l- }3 _7 q. [" v0 \/ T! t
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
+ {1 h6 {4 F. {0 r2 A% a2）材质：TDK PC40 或同等材质；2 |5 _) B5 }) K+ W# l
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
/ H) W4 y% [+ h% t, B9 Z9 P4）N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B 进线从顶部A 出线，磁芯接地；
% Q# _- c4 g. q/ o) B- q5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
" x6 r# L* r( R- f* N0 d6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；; {. L. E% o4 G! _. F
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）)；- J- m$ j0 N# `% B. h
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；; ]9 W) `2 x- D3 `' \& I
9）成品要求:浸凡立水；1 u6 q- g( e) K5 r
! d# _# V! Z' [9 M4 i, @2 f6 q3.2.3、变压器参数:
7 a& L! g* ~: g8 _" F$ E3 R7 M$ R& f) e7 n
" s( g' r0 M; g- e+ L& J
3.2.4、变压器结构图：
( [) |0 x/ r* J# [8 h) w1 N9 l$ |7 f- J& X
04、性能测评% {6 d' k4 r, _- P+ y/ K
) X4 c: a" ^* D6 U% |: X9 v+ o9 m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。) s( i' o5 | Z0 X8 }# v* Y6 h9 X
) Q, u, ~% m8 J0 {4.1、输入特性：& @" Y& @8 T9 t' I1 U8 J$ x
3 w, s( q- k( O1 Y; l% w. e9 n1 T3 x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。/ x9 K+ w r2 n5 f: Q
# @; @1 w- Z9 w5 j; H3 `
表1 待机功耗7 j/ T$ s2 |) u) j- \8 a* e
X! @8 U9 }2 f$ e1 @! Q0 g表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
! L, R8 H' }( j$ F$ v" Z3 t' }( l$ o1 H9 j
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）4 c: a; d0 I* o+ {0 V1 q" c
& Q( u* ]7 @# u0 w3 R% w4 C
表4 效率测试（PCB END）
$ _" g2 u; b. V: C( a8 R& w
7 w) R& R! R+ e表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
! c& m/ P& o, @5 G+ `
, [3 S L# p- N9 I1 P/ D7 H4.2、输出特性：
1 b' b3 D* F% ~) Q/ F4 g& B/ j: D: a& P: f+ N8 N
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
7 d" x, [# `% u0 o- l; L5 z; z/ W! }
$ ~0 Y" `# _0 \5 @" W( x' {
4.2.2、输出电压纹波：
! A$ z( i' b; e; X: F' j; I: _ K$ O; f. P" H9 [
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。
- f( p! R0 J! i& `& w4 s$ Y! @9 D, Z" ?7 l
1 a0 I7 d" D- _/ \* s4 ]
R&N @ AC90V/60Hz,No Load ( j. ^8 x& m* l! J) q4 j$ J
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
% p7 x0 L4 b8 [
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
" s% Z% k: J" M9 x
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load " m8 l& a" c5 G. W3 s4 t: R" D$ L
4.3、保护功能：7 @) Y8 _) }) n8 N( m4 ^$ y
. d! X: J. ]1 t8 N; J. K
以下涉及过流保护、短路保护的测试。* m) p) i- {5 ^
( d: r0 x! u" L6 q! N# j4.3.1、过流保护：
/ B- g$ Q) t2 U7 S4 e/ H
- \4 B7 I$ L- G; B& Y( {) L0 ?% D, J
) J2 Z, n. L7 p2 S7 E+ ~4.3.2、短路保护：& s5 s+ J4 r, ?6 s
) n; _: w q6 u( ]8 P
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
* A0 h8 u7 i1 K' p: @: s& d1 P1 S, a% ?8 l2 Y% Q1 C
4 ~9 w3 {0 k3 {$ f/ C( _ w& g+ T2 [
4.3.3、Peak_load 功能测试：% r0 Z) ?9 ?& m) J
% B8 f2 M3 i3 s9 ]( a: H' m2 D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。' m" w, [8 K4 M8 ^( d7 A
& d/ l" x5 |! |
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
( e9 N. {" X0 B
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ 3 v3 W$ q: ]! b) p3 {
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
3 ]7 x ~* K2 {# @ K1 Y
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ 1 L1 j" E3 ~* q1 P$ k
4.4、动态测试：$ s* x ~3 I0 x4 U& M4 c; o
) e4 O1 |% J. r# r
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)$ }) u, T" Q% i7 E
# w- W% A( A- H) C1 Y3 L" E
AC90V_5ms
AC90V_10ms ) x+ S! `! Z u9 T. |6 q/ J3 `
AC264V_5ms
# b- w W* K" p
AC264V_10ms ( m$ S6 S- i6 t% P3 i
4.5、系统延时时间测试：
# v0 v$ j! y2 ?4 ]- p3 e+ R
8 i( X7 z" n6 K3 i/ E7 [: r2 S
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
' E. m" `# G+ J4 v# c1 E# e
TON_DELAY @ AC240V，100% Load ' N& a$ @* p5 b9 D
THOLD_UP @ AC100V，100% Load , X' Q& h& g! ]+ t* r
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
: I( R) R4 r; G* w9 x4.6、其它重要波形测试：
$ ^% w% D" v- K' Z# a3 T% x$ a: v) A7 h* z2 j% }
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 9 Z, D( \; i* r, b
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
/ O, ?% u+ k6 D5 D2 s8 \( D8 ~
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
$ {* Z* k" f0 ^! @
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 . T8 G6 A- N- L+ p1 f! @4 x
05、温升测试, G7 t' X: P9 g1 I+ ]+ R
}) c( e$ @7 d" }0 `
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
( i! D6 c& @% R8 |) m! m5 a4 j% H+ \) k
' O8 M0 k! {2 A% C( O
06、EMI 评估测试/ v* u' O$ Y, O% K. w/ y2 l
/ g9 X- ^4 I( b0 p l+ I5 O! R测试条件：
) b# x# ^4 I3 z0 O+ \. v$ q; w" h' V& ^1 w
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；6 F, m) G% ]5 x) @$ m; t. J. a
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）% v$ I! r E: M9 u5 j6 q+ V! P
$ s0 G/ @( _) E- g/ j; H1 d
AC115V 传导L 相
0 g2 q' B( D5 W. m4 ]5 ^$ p) g7 j
AC115V 传导N 相
# W$ R( M$ Q" _% Z8 W1 U" Y
AC230V 传导L 相 e# s: i& Y* d2 h/ b' P
AC230V 传导N 相 8 E: A9 \, d- y4 w* I
AC115V 辐射 2 M$ r0 B. k+ N
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