本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 1 p* O& n6 r* A4 C. u9 V
4 d$ a! q' N# Z3 ?0 Q# 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。: m! z) T) [, X! {5 k X, o
: c! N% V. L# p01、样机介绍& u3 c4 D2 R- D" V4 c- E
7 k3 K. n" q% @" K: L! t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。
' I S7 H% m i8 V0 j3 M1 V
' s2 n8 z6 D: `! E+ T, G
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 5 w" W( E% l0 ?4 ?' s9 X
CR6890H 芯片3 J: B+ M, @9 _% y2 x Y
6 y( k9 I! T( z
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。. I, v7 f) V) u) t7 ?
0 k2 S+ W# w5 a特性
1 T: B p6 p* |( K) B8 R( n( t7 |! @) h+ ]* m; R. W( t6 Q7 B
较低的启动电流 (大约3μA)
" P: r0 W# x5 U1 W& X/ Y3 J
1 h( x/ @& y; W G9 U* T内置软启动减少MOSFET应力, q8 y! K2 R+ b- R$ u
3 a+ @7 y3 J4 v& ^- h带有Peak_load 升频功能；
' y4 e& I! Q/ w4 W4 o" c. V( S) w" B! j7 {& r
CCM+PFM控制模式
|& {" P7 F$ o0 X
& M7 l& x, K) z- ]9 t" V内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡! d. T* i- U$ {$ X3 }
& \1 Z9 M% Z2 b! P+ n6 E$ {! t5 l
内建频率抖动功能，降低EMI5 I6 r4 ^, g9 d' W, D. }! ~
* f. Q) s7 ?# f- R% k* D: {& J9 ~
内置65kHz开关频率
; n( B8 T' }: p# x( V* \2 c* V0 O0 u0 ^: a7 e6 b- B- w5 [0 J
轻载降低工作频率9 L+ [2 t1 O& n) s6 \3 o2 L- K( P
6 s2 o) \8 W( @15ms倍频模式3 y' ^$ f: c& T. N8 t
/ e! f! N, {; d b
可编程外置过温保护并进入latch' r" ]/ O: W& w8 `
7 \7 W, @: y8 k& f
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch, u* v; w; H3 F7 I6 z& [- ^
# Z+ P/ v6 o( s0 ~: ^9 a0 H
内置前沿消隐电路4 P! _3 Q0 k$ f) R
: L2 c2 s- S( W; E G# g
内置输出二极管短路保护( m; I* C- O& c1 L' u. E. l
4 @+ ^7 W3 v4 u5 N
内置过温保护并进入latch# P! k3 J( X% {( l5 Q& `
8 w. V: p2 M: Z
过载保护- T2 F2 S* y6 {' k& z
* Q2 d. b+ ]$ \0 KSOT23-6L封装# W8 V2 c6 z* B% _" I1 S4 O9 t
$ Y1 p i+ q" 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。. g3 g9 i( `% e4 L- w
" O; S% \0 B3 }" p, \- U& P& f* D基本应用
4 C9 ~& y! d2 G: g2 L5 A: o! y% c4 }
AC/DC适配器
0 m; p' Y4 p1 @! L8 ]1 a& v
, [" B4 F% E$ I! l电机类适配器# M/ V5 Y3 O) a8 w0 K" w
% [ {3 |. w1 i6 Q% [充电器0 G V* ~6 u! g
( F2 l3 r C @; D9 O: R% z# u4 C存储设备电源+ v; M: @ {& [# z8 c
$ W) `5 D. _( G5 A- `1 S典型应用
$ }4 v# k( b: A) b7 b0 B5 l' C2 q
/ ?, [6 i7 L7 t) s" h管脚排列8 \$ O9 R& S/ h) D; h2 F6 \
' R( q/ U+ x! i s* N管脚描述3 E5 g( m% N& I5 M: w
8 @" H1 R2 k0 q1 L) G
3 \/ a2 P" J. K, L8 r$ Y$ s; r7 P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。
w' t( R7 ~9 m5 _. g- ~% S1 G/ T+ ~) ^; J( U# z: `
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。
3 `/ G, B, @5 D0 ^9 d- i: u
# U- t% `& y; H1 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。
- a2 t! L( b. w: y; Z/ R
! X6 b- r! ^; a) n02、样机特性9 c) Z4 r: y* {3 r0 [/ c
. C# D N: J$ y/ W
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。& {8 S& D9 T& r, R# V* S0 F
' o; n2 p3 M$ P/ I
2.1、输入特性：( a; h( o6 z; k- l
4 W. ~/ K& _+ ?
2 `5 m* U" R# i2.2、输出特性(PCB END)：
% d- j/ r* M. C. b, Z$ ^" q2 Z& L, U. P/ j& X7 r( \3 {
( }9 C8 R a1 J$ G
2.3、整机参数：1 \5 N D% i, |4 K3 ?5 R
4 O6 h) V4 u# z; t2.4、保护功能测试：, `3 l& w$ e& U% P& d' y
' d7 J: a5 n- F0 u" O4 O2.5、工作环境：
0 \" Z& U) Y7 m! q# i8 U Q
1 k- i9 {0 w: U! Y/ B/ \/ k3 @+ t( ]/ ~! V8 `3 V
2.6、测试仪器：- A6 u& w* P+ F" a- Q0 G0 R
03、样机结构信息
/ u8 J$ n2 x) Z G* |2 Z9 j, O* k, u. R- b: P& t l( n
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。% i8 {/ ?% \6 R) y6 `9 T4 b
) y; x7 z3 J% Y, l s
3.1、电路原理图及BOM：6 [1 d \, }& t/ _
1 \3 ` P& \- }* y) A! |3.1.1、原理图：, U6 \6 @) ~/ [# {, R6 E
5 E/ { }0 q, q8 G
" e7 n+ Y4 B7 b* E. V
3.1.2、元器件清单：! O j! Q$ o, B8 ~
' E, p, \. l2 ]9 W1 S# r0 R; Z
% N0 X% P: H$ N* T3.1.3、PCB 布局&布线：" T7 F U) p! ^8 Y$ r* q5 N
! R8 y% p! {. h4 g( f
PCB 顶层布局
: H) R+ W1 u7 L. Z
PCB 底层布局 ' M+ S( Y0 e+ |2 S! r
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：$ v' U: y& E2 ]/ Y$ r. U3 }
* Q) ~9 r1 R, m0 H& c% z! p3.2.1 电路示意图：
0 i0 P& U" q3 B# r& M
, _6 k& R+ f h5 y. h3.2.2 、规格参数：
) U/ H* P5 \. [0 ~! d/ [
0 p# d" q P/ }/ k1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；' g/ z% a+ l* V' x) r" T
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
. `% a1 [: Y/ C$ _2 Y3 B) }0 H3 Q3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
. y5 [. D% |+ K7 z4）N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B 进线从顶部A 出线，磁芯接地；
0 d+ g$ ]( y; E, _' L5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
, M7 {8 L+ m G6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
7 n( x4 ?/ {3 j0 ` g0 q7）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）)；2 ?$ w" h# V2 b: }: k" C/ g$ z
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；. S& e+ [" H, J! O
9）成品要求:浸凡立水；; H" g B% e% D* V% F
5 ^2 u& s. D* q, G. O0 C3.2.3、变压器参数:& u$ X" x" F) v. B+ f1 `' V6 g
* Q7 u, d2 J" W. w
6 {& T- E5 q8 C% Z5 S% T1 f+ j
3.2.4、变压器结构图：! o% \. q0 c" @# \7 p% |7 Y
* ~( h1 [) v, G' f: ]" j+ t8 D04、性能测评' B6 S( Z7 c6 q
' k: f& G3 V0 K% p
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。' G b* N0 y$ Q8 _% m
+ I4 B4 `1 o! d( L5 o+ N) f4.1、输入特性：
0 e3 j: `, p/ F0 p3 K( ~
& H% G5 g: 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。
* N: x% m7 }. F/ \7 C6 R. ?) A: Q) O6 X7 R& _: {2 e& K
表1 待机功耗" w8 Z/ Y7 @" A3 T% e
% R! L( u( e Y
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
7 u3 ]# s5 [% d- B8 G1 r
, X0 W& @5 ~' `1 y表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
/ e7 K; H) g/ \2 o: ~
1 }# I6 c2 {; Q表4 效率测试（PCB END）8 @) ^- ~* | e2 B* M x6 y4 s6 r
4 Q8 o2 ?2 p; |) g, z/ r5 `表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
" x& M) e1 ]' x2 r% g$ |
9 ], L; E" q2 S" y1 d& b ] S4.2、输出特性：
% |& d* y, Y! X: n' u
+ w# D, r. L2 Y( X4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）0 ?1 C1 \: P. p' E1 s6 t5 r! N. q6 Z
( i1 P3 m; J! E* c. O2 R* Q v3 r" O7 D
4.2.2、输出电压纹波：7 P8 V9 ~9 l7 n$ g- L
/ `5 I8 m9 r7 Z: M5 {8 j
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; f/ r1 h0 ]# U" C5 k
; x; e" I4 {1 g$ ?3 h
/ I3 B) {0 y0 s) \
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
g( G7 E1 t+ L; K0 j# @2 o
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load 5 k0 Q2 J/ V' C
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
7 t% R; ^- b8 K8 f
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
8 t. o8 J" P6 ~7 \4.3、保护功能：, O: W- _# S+ p# y/ d: C9 G. s
h6 M, j% [. p; Z7 i以下涉及过流保护、短路保护的测试。
+ `5 ^+ K% @+ U& T' v- m. ?7 S. B% o: B2 I+ i7 P( j, ]5 o" [
4.3.1、过流保护：# [/ O0 {2 M, |; m7 ~) Y6 K9 r
+ {: T# W2 z' `% N5 T @2 g
1 e( ^0 j. l0 h4.3.2、短路保护：5 Z) o) c; a6 L8 ?1 \* B8 m+ G
8 t. W" w0 S1 `5 g' X8 W5 c功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
; Y# C6 K# v1 h0 d3 ^4 v _
6 {: Y& [3 b/ E% X
$ F, |& q5 K1 n/ r* l$ d4.3.3、Peak_load 功能测试：
& |7 R$ C* \2 v4 Y9 U6 K% A7 P) h$ q* _0 U1 B, }) `
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。+ V5 `$ K6 S7 A* F6 y0 ^
& ?: a+ q/ ~6 }3 ^8 J
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
& D' f7 C! z/ Q) G
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ ' x5 ^. \: y0 A4 i0 |. ?
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V 7 D2 Q7 o7 Q( x3 M7 r- M
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
* `3 j- i2 P& L4 b4.4、动态测试：
$ I, d; u' u( r$ W q; _5 a6 p- o% u7 n5 o: |! N4 v6 ?
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)
Y0 i6 @* z) ]( F0 m# j5 _7 n
' G# b) A6 B1 ~! ]; R
AC90V_5ms
AC90V_10ms + z7 [, V' Z, y S
AC264V_5ms
, S. a( k7 Z; K0 U- l8 s
AC264V_10ms ; \0 X2 Y6 `4 ?$ ]( T6 |8 M
4.5、系统延时时间测试：
1 G: L9 M9 }/ }5 H3 [8 h: h4 c& U. _' |. J6 _% t
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
) b6 q2 p; B# h! Y
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
% o9 f! c- V& R, L- n$ u, z
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 4 P! p X: U! f1 v- b
THOLD_UP @ AC240V，100% Load 8 l* D; h5 R/ \* E: V
4.6、其它重要波形测试：
; l- d9 M/ Q0 J. o# P
& C* R, w& B5 x4 s/ y" m- }7 i7 [9 X
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
" g* s6 P q; X3 H5 ]; P9 }
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 + }; @6 ~! Q. R+ Y
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 * H9 g+ \! Y) \, d7 p% |
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
2 M$ a+ t* x7 z; v- p05、温升测试
) m; _3 ]) n4 B
; z6 G- ]7 a$ z. e测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
i7 L3 z u! w1 g1 k9 q( F6 y- Z2 T& d) K" ?
/ O1 v% L4 v1 K5 E06、EMI 评估测试
* V; h" v. m# V# h2 v' r0 W6 v( }' M; E( u
测试条件：& ]* l$ d" G9 {/ v0 a
7 w6 M8 e* {8 Y0 L0 y
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；# _0 ~0 P# M0 F4 `, N5 X; b
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
1 u7 ]. O) T: X7 g# y. U& \9 `0 [& O' s& d
AC115V 传导L 相
: F( I, Z% _+ M/ U$ K; i- B
AC115V 传导N 相
6 R# } B+ y' N& t( n9 @3 S
AC230V 传导L 相 / x3 }5 U: } T) W' j+ i
AC230V 传导N 相 7 u! d! a" [" L4 i5 ^3 M' s7 U
AC115V 辐射
7 w# e; [2 X4 B q% ^* k
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