本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 2 c) i2 P" H0 ?" _
9 ~7 X' ? x( V. D: J3 a. _0 P8 }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。
* M9 \& j. \2 `+ s7 k9 M1 D9 `" }/ g& r# E8 O$ S
01、样机介绍' q& E8 \& F" E: m, }" @! _
- c, e4 j5 F( @; }4 U8 |5 U' w* |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。$ p+ u! y$ O6 M! W
9 `8 a/ _1 Q3 F' A
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 3 u' I2 `! C& O, K& j' C
CR6890H 芯片
- y+ W9 _/ u4 f
3 A9 t$ J0 N! h( U. PCR6890H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: @1 t8 ?4 k' B9 B
Y0 j/ O9 q' Y& ?+ Q- q% q
特性
0 v- ?' ~8 p0 \' z0 O3 m6 S6 u% ~5 n- v* Y" T0 u
较低的启动电流 (大约3μA)
0 [& a: T5 [4 }1 D# d5 d3 o) |) g& |! j& C2 x3 l
内置软启动减少MOSFET应力" P p6 D8 _8 E/ E, I8 G
T) d" T( s/ j; b( n5 d带有Peak_load 升频功能；
# x. {& X, G' y1 h- b8 |$ w! }' T$ f8 z4 E3 T9 t+ m; x
CCM+PFM控制模式
0 @0 X y3 a# j: M$ c0 F7 q+ @& t8 U- Q4 L6 [
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
: |( \4 n/ a4 U# I* H+ E: C$ _ R
% ^$ Y: ~! `4 j; ~内建频率抖动功能，降低EMI1 j( Y. u7 B$ W& c! p1 }2 `/ i6 M
) X! n3 P1 w' N8 x6 U
内置65kHz开关频率
2 H0 N0 W) p; h
* B7 v6 x/ a% V轻载降低工作频率
, p' d+ v/ i$ M/ R, y* f/ W V
i- p( ~% Q9 z) t- H15ms倍频模式8 P9 a v8 [3 w8 _9 v' d
" w- X( c, [! q+ o( Y可编程外置过温保护并进入latch( n: O" M! p8 U7 d4 d4 R
: m4 g6 A9 Q( q# b+ f; n
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch, H+ K; s) U* s. X) r* d6 D
, F8 H5 l( L/ o1 u! `内置前沿消隐电路
# ` G, T( G5 T0 p/ M' S0 m' _# f0 m3 G0 q' @
内置输出二极管短路保护: W1 [5 Z$ k8 X
8 n) X* v* F. `" G内置过温保护并进入latch
9 E& S1 |7 g2 F
. F' P) }8 @0 q- `过载保护3 i: F: [2 N, v* l4 t# @; N8 N; b
4 t. S6 @5 q0 C( n: U# qSOT23-6L封装0 L n9 B' k7 E; O1 d3 e
9 Z- o* s( n" |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。9 M9 r9 }( o/ R3 i/ r
7 i, P0 u# P0 H, g. H基本应用, M1 x- T4 U" q3 A5 X
; f }9 R$ S, c) y% h, Q5 T# VAC/DC适配器
, s0 F2 R$ }. K: _2 |0 z* S o h% q! b+ r
电机类适配器5 c' f$ o5 q/ e; d( |7 h
) n; X6 s( I n2 B( a2 D9 g a
充电器" q b- Q! V3 {
0 n0 L& W2 p, E6 O8 C# Y+ w存储设备电源
6 Q3 Q; N5 H3 @; D! O. a' r: _, q! }# q* j7 N6 M
典型应用
* S) g1 M% R$ J; F' I8 e
1 F5 b F7 ~" i7 x- o0 E- V( e8 R% V
3 ]3 w8 _$ m+ ^管脚排列
" U. Q. ]8 k l- w5 [' P5 o, ]+ n
管脚描述6 p$ D+ i1 ^; `/ Y2 H
8 Q" `7 |! V( P; F. H# M, e
( f" X7 z; Y+ F' Y3 D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。
! u( G% m& i/ `/ @/ ?- L1 F
* ]' {+ r( n' U$ a- v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。
0 u) E0 ~% a3 U+ Y1 i8 H H4 Z( v# n' y3 L/ m2 k6 z3 }! 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。
3 W0 R/ v2 B/ C$ H3 o9 T9 [0 o8 \: [% e
02、样机特性! ?- \1 |4 W( w
" g& P: r2 T+ f2 P: 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。
/ _+ A% [7 s6 b' i" v
" Q7 O( p( N: }7 \+ @( u% e2.1、输入特性：
~" E1 g8 u& j( I, |( ?4 _* ?; Q0 X) S& E
* u5 T% i$ Q' v% F7 g- s
2.2、输出特性(PCB END)：
* `/ p, B$ U( I; n7 r5 o# x7 O; \% z# V: L& Q
$ M; ?8 k( {/ ]) I! [2.3、整机参数：
& B$ l8 @1 @$ Q9 s, A* O# M8 Y6 f9 g7 j% d/ a( K
2.4、保护功能测试：5 p/ @7 ~- ~( J
3 |, u" j- n E& m! x2.5、工作环境：
) e5 I! g% I6 q$ I1 [- d/ D" z3 w/ `& o+ ~' B2 o: o& ]
$ I& K( P0 ?5 W1 Q
2.6、测试仪器：
% Q; R5 U6 ]- Z; V- L03、样机结构信息
# h7 l. j7 k/ e' \3 v. ?* ~" k! a
; i) f, ~8 B9 Z0 D% }' N# l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 h _1 ?# T2 Y5 G
$ Y5 A- p3 P9 \2 V9 _7 L2 s
3.1、电路原理图及BOM：
* z' ]6 }- R! n+ y7 Q4 S @; H6 m
0 z& V, S, V7 E3.1.1、原理图：
# n' E' R* n1 U0 g1 n( K0 Y+ P
4 f! m" S6 S/ l3 ^# n2 k" m9 W Q
1 u$ k) N9 v) ~( ^/ P1 `2 Z3.1.2、元器件清单：$ e1 e* J6 V8 T7 A( a; U. L
0 Z5 R+ b) j9 H5 b
/ n: s' w+ g/ Z3.1.3、PCB 布局&布线：
3 G+ l% k j, ~$ H- w+ D: v9 w, ^, m/ n
PCB 顶层布局
0 H/ F: |0 Y% I
PCB 底层布局 & Q. v _" l# I1 Y2 Z' o% @! y1 ?; c/ v
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
9 X& t/ j+ r% j* g$ r+ a3 E9 H6 u0 L8 X. l l) D/ e B' x* k0 G
3.2.1 电路示意图：
) O( U# X+ A% K& ^8 V( Q- O; V. N1 v8 {) C% O; T- V
3.2.2 、规格参数：
7 K! r; a8 O# H; @' E) Z
3 |; y( ]4 j8 w# l1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；6 \& q4 G4 n* e& Y# i$ q. Y/ D
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
. a, S9 f- P7 }8 m5 W! @3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；1 o3 G6 ~0 \5 y6 x' _! x4 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；
! t |) a4 U0 R7 ^4 ?- R: G5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；! I( X4 g/ Y S
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
$ S5 h/ J5 T/ H9 l ?( \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）)；
9 I$ a3 `* f }' p8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
" ~! H8 k& [& K' b) ]$ F9）成品要求:浸凡立水；
1 R: l7 b; Y- C* |9 X X8 S$ E* n' R s' |6 ]* ~& f& N3 z6 W/ C d& Y
3.2.3、变压器参数:! N/ s+ p! R( P, o5 J
3 p% Y' [( O2 j* C+ v/ d% \. J7 }
3 e; x* h, u7 V& D3 H3.2.4、变压器结构图：
k' ]6 w$ x& F- X
7 o4 ]: j* F- D) E( W8 }' V04、性能测评9 M9 e9 o, `0 A) i
, ?5 p H! o# _9 j" a+ b
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。
8 E/ E- h4 F$ A8 o3 }. x" j* L. v" m' S
4.1、输入特性：: G* N7 R/ g k4 w7 x2 d
7 X8 z1 T9 r) e+ f, E5 f( F: h
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。 Y3 G1 ?. |6 }# L
% l/ ~. C- E- x# U& T
表1 待机功耗9 B, g9 D2 P( u E/ ]& G/ s
& u7 b/ n' J) H, y1 j
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性& N; k, J# K- L' I) C
6 L5 C- Q2 E3 j+ @) \& d
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
0 O# W9 Z9 S4 |
% P0 V% w9 P, g# M4 O% K1 G; [表4 效率测试（PCB END）! G m4 W, @3 s/ O( Q$ M
1 ?/ u7 B6 s* X1 q4 q表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
: e* o2 u# S. \# L Z7 \3 ^9 x* J' I9 X' F
4.2、输出特性：2 |1 ]( k( b- V$ s& Y5 \
3 t1 g+ ?" b) N
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
6 Q, {1 V% g" J$ W' T
& z' C7 x4 j" Z9 P( G
8 S# [4 |0 [8 C4.2.2、输出电压纹波：% R3 r+ m. b. A& E/ Y; K3 o: T
5 _& O( F6 u2 H* h. w' t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。6 {* J1 [- j& F6 g* K( M
; e, m. U- a4 n; P8 N( l" I3 I
+ s: }8 b+ U% u1 L5 c( O
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
" L8 x$ B: T9 {; [' v- z, m+ k
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load . R5 a* o. R2 e6 Z+ x+ F& d* {
R&N @ AC264V/50Hz,No Load - y& O$ x0 ]( p5 S' i8 x
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load 7 V3 X! [+ h6 C
4.3、保护功能：
/ O' |0 B" R& x1 M( y
5 w: N( R, o. h) b以下涉及过流保护、短路保护的测试。
, O9 I/ H: S, B! r6 G: ?3 O, E2 C1 u4 z O
4.3.1、过流保护：
, L- v' Q- j0 X; X( ~9 `8 n" ?6 h% N }! l' T* Y" ~
+ E. R" |+ \$ N: c& S, E9 g
4.3.2、短路保护：, ~+ a3 x3 a( s- P+ e
! a3 x$ o) X+ b- ^
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。- U' c0 Y* g( Y" j$ q! m9 a- o4 p
. T7 V! r& ^- `8 i( e
9 b6 I$ m( i' h* Z2 B4.3.3、Peak_load 功能测试：4 l# c1 I4 U0 R2 g1 r; c9 f+ V: H
" D, w! a2 @, j9 v# }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 ?- F, a5 Q- _# e. ]) j2 l7 N( G& O( |9 ~( S
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
: u2 J6 \$ P4 }( [! t' M
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
2 k/ K. f" v! y X! |+ B
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V % O- E; ]: t% R3 |5 t- J( V0 _6 ?6 V% r
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ & _3 ^4 F8 N; W; P
4.4、动态测试：# x& y& B- r0 J2 b, ~
- [: G( z0 O* X9 i: s
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)+ V ^: Q6 [! c0 ] B. `# e
4 t: q1 ]/ P* L% S$ F: Q
AC90V_5ms
AC90V_10ms * M4 H3 C7 |# A0 f; {! A1 B& e
AC264V_5ms + k& l! n7 l$ k/ L* H
AC264V_10ms / y7 z* S" q- T
4.5、系统延时时间测试：6 _- R+ I, A( \- K& v$ V7 x
' w8 d7 f1 @3 v7 `! U8 E+ N
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
4 | p7 y# M |! F0 j
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 1 P" u. ^5 S9 q3 O
THOLD_UP @ AC100V，100% Load ' a9 I+ S% p) ^6 v" h
THOLD_UP @ AC240V，100% Load , t- R) g& e! N
4.6、其它重要波形测试：" T% p0 B# a0 ~/ E. T
$ u' Y8 x/ Z& |" D. N- Q
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
/ y5 [6 D7 f) U. {$ p/ y
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
8 q7 b5 u8 H$ ] M, K8 o* Z: I, f
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
1 w9 D1 H8 q# M: J
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 & `0 c7 C0 f. T" C/ W8 P1 s$ V
05、温升测试
, I, p# b+ l) N# j5 a' ]; a) j M2 u2 b7 P& v% ]
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
- h, u7 V8 v8 s* n6 t3 P8 s
7 e$ `0 S3 k% h6 v5 c# Y: Z; `/ R* P7 y' Z6 y8 {$ `0 q8 E
06、EMI 评估测试
: n; ?$ r, A: h: `: Y( G4 w+ v' ]6 a7 }" K! F
测试条件：3 B" A t/ t6 y
. r& V1 S9 T, }: z
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
5 t, s( {& l4 }3 l6 [限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
* L [! Z/ _( z- x
- M4 j4 z5 q) R
AC115V 传导L 相 - ]- U3 N8 \8 e; J+ R
AC115V 传导N 相 ' u5 H/ i' J% b/ q B1 s. M8 R: D
AC230V 传导L 相
) b' d# j. J0 p# N
AC230V 传导N 相
! d- f# m; S; H D/ x) R
AC115V 辐射 6 A( q5 g0 o! N3 D# i
AC230V 辐射 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-5-6 16:49:15
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置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡