本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 ( }% O3 k' n Z. U2 _% @
. `- a7 W7 \( D3 p; [/ P$ J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。 a" b# [# q) g2 J, `* {6 j
. C" u/ N( W5 {* u
01、样机介绍
6 d2 T- m5 R% l9 l1 K- o! ?* _3 A7 R; E1 z' V/ [/ G' D" ^
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。% @# g$ _" k% E i0 ]0 x
7 K2 s9 `6 `! Z6 O
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
( {3 M# |3 m/ O7 S- SCR6890H 芯片. Z: g0 V r [
% c2 r- ]) F4 U$ dCR6890H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。
K, J8 l9 A5 e# }) Z/ {: d( n+ `. Z% r: l6 h
特性
+ q% J# X- a0 G
1 v2 P# ~: O( a4 O/ \较低的启动电流 (大约3μA)# R2 U$ A) ~; S! [& M
$ f3 B2 V* z7 O6 B1 E* m" {7 v9 D
内置软启动减少MOSFET应力
$ c! Q# u% F2 U0 `3 o: Q8 ?2 _% }7 ?4 Q$ f4 {0 n+ L+ K
带有Peak_load 升频功能；
8 {' z4 ^6 F+ @* V& @( F, a! b+ }
' D }4 g3 {! ~% ~1 H4 i8 `4 ECCM+PFM控制模式
% a3 S$ W: U& ^ j) g c- C% ?8 n& S9 {5 e- ^) c: A! C
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
& B" ]. W; F$ Z: s0 p0 ^$ c9 ^0 m; q$ u, K6 p6 ^, }
内建频率抖动功能，降低EMI
/ V$ T5 p1 U$ x; D0 K9 @0 N* h3 J* Y0 k, b: G- G, U- M
内置65kHz开关频率5 |, ~0 s1 p5 J! ?+ D. I
8 P& M5 P( R( w0 V0 N! E% X轻载降低工作频率: f1 T" N9 S* k9 R2 |1 a" ^
, v. @& J W/ V. N$ W3 X
15ms倍频模式2 c/ D) i0 g' ]
: ?8 L; f( v/ V1 g$ |
可编程外置过温保护并进入latch. C+ F2 v- u+ b1 u
$ V* F: w) L- k r$ a
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch$ `; E* p# ~8 q; l6 W
: [5 `, A$ h( y; C+ F; t' ^内置前沿消隐电路
1 g$ Q- u- a. W$ f& a/ H0 k5 j1 W! h$ H/ T6 S' b W: k5 T
内置输出二极管短路保护
! t$ e8 Q' e# m Q S1 E& }5 m$ b! @2 B2 V' K9 V; G
内置过温保护并进入latch( t0 t6 n0 ^' v6 G1 A, s
; { R6 G" f! |% f过载保护+ g3 ]- w. h9 H3 E9 R2 ?
! I# d, h/ l; [SOT23-6L封装
- x% M0 _' x7 Z" G
2 I/ g: {# M ]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。% S0 i* m& I, a0 b
6 s1 x2 `! J" u4 z基本应用. O- y q: w% m; Y# e, b
. |4 d2 n! p) I( Y& fAC/DC适配器( n0 a! i$ m( a! Y4 K6 y
8 q/ r/ U+ I) |, M# E电机类适配器' t0 M0 v% Y$ m+ y/ H" p( }
( C; Q( e# T# P o$ T& e& U& ^& r
充电器7 _/ e6 D" x- \7 b
& T$ t m+ D2 |0 E6 p! D
存储设备电源
6 _- R* |7 A+ R$ J
5 w* i. G b. G d# ?; q典型应用
# O+ c' U$ d9 ^# |; v4 ?0 p2 z; n0 }
: v: i% S6 r1 z" O* q3 I管脚排列) I" m5 K6 Z' X/ m
9 C2 i( x9 m6 E管脚描述
, ~- s3 _! E* {; \7 [* |, y# x- {3 l" ^7 e0 P1 n# i* V1 s; u
5 g. g/ w) W1 z9 [" u& \6 n; r8 k* Q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。
; V! g y4 |9 D1 g3 a+ z
_' k L; K2 |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。: T8 L4 K* K1 S* Q+ [
0 I8 K1 v2 j8 X/ l- X7 ^8 P$ c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。
# R, c: N# ~" E' J
' ?8 a2 o5 g& l5 x3 v02、样机特性6 ^/ f6 h' A3 W5 Y3 e
. W$ U( W4 z8 U# a8 x; o8 H
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/ C+ i% k3 ?0 m+ F
1 @2 D9 v! s8 W2 [2.1、输入特性：
- t) v E5 y! F+ y; a! ?2 w f+ N, c( L
7 ]6 i# M f8 ?8 ?# F2.2、输出特性(PCB END)：
2 a/ n- B$ P2 `* V. R4 z
& E2 N& y2 V+ x& z) F3 G& H6 t( _" g; ]& t4 ^& d+ h+ J
2.3、整机参数：/ f5 {/ ^9 i8 ~8 H* y8 N# M) x
9 C6 M( R# F$ }2.4、保护功能测试：
$ l9 {% {' c( C3 \, t1 m+ `1 U6 R. x" ^
2.5、工作环境：: d* ^% G: f* m% K& q* G
# q# W# F2 M% E5 W
2 Q* X- Y7 y9 X% v$ R
2.6、测试仪器：6 N1 h8 |7 l, l7 w- I
03、样机结构信息2 p6 s8 }/ D) \- [
. R0 f5 L! D8 D
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。, T4 i8 v, U6 y9 V- R5 A
6 S, k+ J+ ~' Q4 v3.1、电路原理图及BOM：
1 d: D: c$ P: n
8 [$ E8 x5 _9 r* r" L' v3 ~& m7 B3.1.1、原理图：# m! I3 Y8 [4 G0 r/ J
2 h* A# N8 `+ U5 ~% @
+ `1 g# f/ S7 U) o7 g( d' w+ u4 P
3.1.2、元器件清单：
7 y2 h' G$ a8 C$ f, H% n$ |! D9 W$ M- m. m2 x0 Y5 n
2 s- j. n9 ]- Z/ d1 w3.1.3、PCB 布局&布线：
; H' I( g* R9 O, E
, ]. n/ o- n+ q \, X; V; D) C
PCB 顶层布局
: }5 u0 ~# E; D w% _
PCB 底层布局
3 W# k% u; @* B9 W9 c
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
6 ^% o! Y8 z$ @" c
; e# p' a) k6 n! M3.2.1 电路示意图：5 i2 Y9 [9 Q8 V2 `5 Y8 l
( x7 ?( r$ ], `5 d2 e" u3.2.2 、规格参数：
3 _" S; _7 v) [; [7 \ ~2 a0 Z+ O% a6 l9 m) s% z: A
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
( \9 n+ ~4 @' B, Q- c" I2 r2）材质：TDK PC40 或同等材质；
" }% I t" l8 ~/ M: y1 ]3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
4 v- k6 i% x2 [8 W7 b' g7 _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 h# C3 [ h' o3 u/ T5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
4 b) e: i5 l1 h) O; S+ G6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；" `) T% s# X/ y" y
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）)；7 H6 `" J8 ~) q) \% @" B/ V' v+ Y
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
4 M# k8 p( c) G" G. T0 d9）成品要求:浸凡立水；/ p9 K: r% O5 _1 `
! x- P. S0 U7 A8 y D: O3.2.3、变压器参数:2 T( v8 c- b! E5 t. G
7 I0 |% i) I* z; ^" D" ?- s" ?+ T- T6 y' _& x: t0 q
3.2.4、变压器结构图：
6 Z4 _" E' T v6 b, V* N T
0 m+ c5 O! C! C. I& n04、性能测评
: H2 z- r# S9 E, M
& v4 T3 o: c% \; A& W! v* ?1 T W$ }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。" k" L8 e* G$ R) H' w' @1 c; d
5 |% [, K4 W. X7 l) F
4.1、输入特性：+ w8 i/ ]9 ^9 a Y0 o. r
9 x, Z' ?( J8 |
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。" P+ M. c- O2 I2 G3 w
0 S' g: l% q# ?4 G7 \ q6 E6 X- Q% o表1 待机功耗
* [7 I( K: j9 l, \3 c) A6 ]9 @
E* B% J, M2 Q! v表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
2 g" I/ I; [' N! M+ e5 T# k; T9 a5 C6 @. `. A5 D
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
6 k0 Y* _/ Z4 q% @- p+ J& V2 v
% [! e2 b$ Z# B3 P; I( M表4 效率测试（PCB END）2 d7 v: v9 ]0 `. `- v0 B/ U2 J
9 _$ G( m6 g# @" K
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
1 P! v( m5 `; Y: U( L/ _' u8 P) m0 ]% z$ e( i) F
4.2、输出特性：
& h0 [" c3 s/ Y% `% I, E
9 K$ C w) O! W( N% u6 J y: Z4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）) e: X6 m% C$ H2 h
7 N' C8 Q" x/ D9 @8 a
2 F& h/ R7 ~( R, V& c Q4.2.2、输出电压纹波：9 q- o) \9 Q: T" D# T) ?7 G4 {1 |: O
$ k% q8 R: s3 K$ p _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。* E1 a; S. M* |- n9 \
( \/ B+ n0 i+ o; ^( Y( J
/ p [8 P/ {3 `' `% T
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 6 P( K' W" K& D4 D7 R
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load 8 J6 M, Y( ?2 u" N, d
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
. L0 ?; k% [; }5 M- N. |
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load # W+ v: `/ G8 ?4 k* m
4.3、保护功能：, V; [) B0 u1 Q. c5 r! m4 q
, N! N# @# T, H N以下涉及过流保护、短路保护的测试。4 [* g7 h; X, K
7 E @0 v/ c; e# r4.3.1、过流保护：
+ u8 B% N4 Z" x
6 ^" ~, @" u. H0 ] c8 }3 L! C" H3 i; I3 T* `, Q
4.3.2、短路保护：% Y6 Q7 j5 A# g% F" m8 Z
& p0 c) b: K2 f) R) A" C9 v9 }
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
, Q1 i; `$ w+ i% y# h; B
+ ]$ L, F7 S8 y+ r! h7 h, a& r) l" ]: v
4.3.3、Peak_load 功能测试：8 F: W' x" [; O2 `% H
! Z8 u, u/ o" ?9 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。
8 s* a6 l U8 P+ p- _
/ f2 K* W! q h- s0 V
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
0 n$ i9 b) F# o0 V
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
" ^' Q$ S& G' d b% g/ {
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
4 O. n1 s5 T" Y6 \0 @8 e( z
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
+ C; t7 s7 N% R$ {8 @; G* J7 o$ n4.4、动态测试：
6 L8 L) |" ^. J$ r; h( j X9 v3 }; m" G' y- w; {6 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)# z U9 n1 K% S1 Y6 a0 |
+ R1 B0 t, {4 ~
AC90V_5ms
AC90V_10ms
! @/ ~9 i* e+ m" \2 l, p
AC264V_5ms
5 Q) f/ ]) g9 i$ `/ [% Z/ s
AC264V_10ms 1 m" Q1 d1 X! i6 ]* [
4.5、系统延时时间测试：
: C- q3 z, U/ U& i( F2 V: @" L$ I
TON_DELAY @ AC100V，100% Load # E+ J9 R/ |! L& z
TON_DELAY @ AC240V，100% Load ( G1 d4 \7 U* o; c
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
+ S. A0 e: H/ W
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
1 T. E5 _# p n, u6 M( |2 H% S1 I4 R4 @4.6、其它重要波形测试：6 ?8 x0 a* `# R5 X' j% G
4 W* q, b, C+ }, M; I' j
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
* V1 l! j) R0 |( i8 {, e$ Z! a
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 5 }+ p* k1 r. s6 m
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 8 {- Z* ^& f" E& a
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 * q& q, F9 w( _0 S6 d) D* T2 o0 L6 V N
05、温升测试
; Y* j/ d- @; n/ E5 M5 y8 O* {: T8 J9 y
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。! l" m! ?0 }, q4 {. x' ]
% G) M. X! a) e9 [1 ]) T) R
0 q" R( e7 X# H
06、EMI 评估测试
z7 S1 T5 E2 Q* p7 N C4 v' M1 h+ P# e+ l# J* J8 S! {6 ]" R5 o
测试条件：& w5 _( m3 V0 \' I/ y
# D1 f9 S# v, w- e输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
2 A, z. ? u, z$ E- g限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）& a3 ] q- O+ X: W& P3 S/ h% \
2 H& k( b3 Y7 o" B6 m, G* ]* j' }
AC115V 传导L 相 . ]2 o1 @" y/ W8 y( b8 Y9 a
AC115V 传导N 相 2 j, e) I) c0 o8 K$ p0 s
AC230V 传导L 相
' E$ i" w- u) V5 @0 Y. g7 S( Y
AC230V 传导N 相
& ^. @, ^9 D+ O7 q% r9 ]: S
AC115V 辐射 1 s' P+ k& ^* O, `$ d
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