本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 ! s9 M Y4 n) V
& H: q- [8 u$ l5 Y3 Z& 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。
( @* x" K( n- t+ t6 N, n
" Z' g4 `) L8 Z6 M' R) c01、样机介绍
7 U9 g. N( q, u$ x! t
2 D0 _2 d( |* v! _* t( N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。
: k7 o' J, f, B I1 I( Q% b7 G" y6 i3 k: E
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 6 c' k* N3 X! C0 v9 O$ s7 J2 I
CR6890H 芯片0 q7 g* p1 S+ {* p4 y* K
: x- d7 M$ _; \) j0 W
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。$ G) j+ w+ y+ i5 v' o
+ |: j% a& v: q# N, ]+ q6 N
特性
; f& K' I3 ~5 m8 H+ ?1 _
7 L# a2 d* u: O! _较低的启动电流 (大约3μA)2 A- k. @( c: a u
. {; g* v0 R1 w' ?. [
内置软启动减少MOSFET应力$ s1 F1 h; e" M/ J1 C% G i" _
' m. c8 T" w" `) K) G8 S& Q带有Peak_load 升频功能；- _6 D+ T, i- W O
. T1 T; u h1 O2 F4 oCCM+PFM控制模式
- k/ _2 y5 N$ Z) q' o" o) S& G& u7 k1 P7 |
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
8 v% l; ]9 n8 A! M0 q! ?" M8 S* N7 A7 Y: s! j
内建频率抖动功能，降低EMI
: D% o4 e! X5 |) Q# u
, I' o9 p. Z* z& h6 S: C4 f内置65kHz开关频率
; S& A! g8 k2 Y/ t( D" b6 a. s* W, A# C) u' ?% I$ j
轻载降低工作频率
% u6 w' h$ v3 g
$ @$ `; l+ n. h15ms倍频模式
4 R: O0 q* ^- m' {/ Q& h D/ q4 t
可编程外置过温保护并进入latch; n! R W3 \6 `$ m
# P7 D; f0 E$ f6 @
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch9 O+ ]" t: K* Z4 F- E; p1 k- |
/ v6 C L3 c; _0 ^& z( D内置前沿消隐电路/ ]7 G3 w1 _( H
4 {9 ?- i# |, y, N4 X内置输出二极管短路保护$ H) \8 `7 s5 A/ u! |
6 I2 n4 u* ^6 S* G$ z$ \内置过温保护并进入latch
+ j& V# Q& ]- P d" ?! G' @ b7 g" U$ c/ B" q
过载保护$ C& R; J; ?2 A( U# ?! i
- g2 g2 l4 W1 g" c! CSOT23-6L封装
y" Q' Z: R; x9 L3 J" t2 f: d- C/ d& U
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。
8 ?* O4 ^; r; ]4 V: K" O
$ ^0 n6 Q/ ~+ U1 d$ U: R基本应用
; n: X. c N, f" X, C! ^: y. r# |- R1 f; o9 b7 G& W
AC/DC适配器
6 K# q1 E- t6 j% ]# a% w) i) Z
4 r# x5 z" X5 \* v- k- a% }% T电机类适配器
. U/ _/ ^: C* I9 }2 K/ f2 ]; _
( |2 c. t& V; f5 O充电器. _9 w; U0 @; ~( H, K4 H' o. J% m
$ Q, E4 Z7 X( J9 v& e$ Y存储设备电源8 e; ^# W: B J- w# K1 }: O2 Q I
I2 W" d8 R$ C( V. y( Q. w
典型应用
" ^( a4 A% Y! J! R, P; A1 w1 E T9 q
. w! b! [5 i4 X* ?4 t! y; V8 H) \0 n' p2 [ @* X
管脚排列
0 f/ P( c) v. D$ { G g8 V& f$ B5 e/ z& N N' }& M
管脚描述
' h) d& v" \. Q; J. R* o3 ~
* r _# ~. B$ L/ `& j+ o% t& a6 w# g7 o: G ?% c
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。5 O0 N6 k' {7 t
% t# Y9 I7 z5 Y2 Y3 U( g) x# g5 G
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。
; b0 \) r. [2 Y3 v& d3 x/ J8 I/ D. W; a
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。
% K0 r2 K' T- ]: b8 x7 j' q- i, J" c0 o5 {
02、样机特性
l! e1 N( N$ ^+ t5 t7 T5 D; l h% G9 ^6 t0 a, ^
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, X( S; O7 L. T5 m2 s3 X# t1 O
+ b; _" N! _) u& n: f' c
2.1、输入特性：
* F7 ~+ A5 T2 c: `
$ I) ^) B# B1 g. D8 y( d
4 Y: I; Z1 Z0 Z2 F+ D9 z$ `2.2、输出特性(PCB END)：: Q' T0 j) |7 l F+ U ~3 c6 r$ S
3 i* q ~ W1 R/ D. |# V, |8 {
% k0 h+ |# s! M9 h4 ]* g9 y$ k
2.3、整机参数：4 r* a3 }& A* E2 A
3 A5 |* Q9 E( A: P! e4 d2.4、保护功能测试：5 w) v* e) {* T0 Y$ Q p/ s
2 l: R: T9 d6 N, W+ D% w2.5、工作环境：' m; w+ W- R. H2 o6 U: |
9 F8 `$ Z4 l% E! I3 J2 V
D }+ [0 d; Q2.6、测试仪器：
: b( f M% { c0 m" B03、样机结构信息; o0 O% B5 Q( r, L
! M M$ e$ e5 o: I: Y8 W3 M$ L4 c
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。
* v: u$ z# \6 Q1 v) Z) z1 f p- U
. R: i) }0 {) H0 P3.1、电路原理图及BOM：
+ }3 Q+ _" G/ e* a$ m' u9 i3 Y8 p5 _0 M9 n3 D& k8 K+ {3 g
3.1.1、原理图：' c( [ p5 A- J4 |* t
: f+ y0 @/ v0 @& Q9 d' j9 B+ J. \/ Y( h
3.1.2、元器件清单：
8 _5 C1 [# U7 w" U, g2 A7 s% q A! \$ s- h, \8 d
+ m( L7 l2 p% R* g9 u# c1 w
3.1.3、PCB 布局&布线：8 i8 B% O& ~1 X& O5 d9 h3 s/ K
5 P+ w5 O1 G3 d; W
PCB 顶层布局 2 g+ N- M, ` y O' x
PCB 底层布局 3 j* u) k. {% @/ w
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：/ a( M6 F7 m, `7 n
( u) q# H J# P/ G3 ]
3.2.1 电路示意图：
* n5 k8 w) p4 m1 ^8 a1 @2 B
. J0 A7 f' X$ Q1 M: `; l; z3.2.2 、规格参数：( ~6 `' l+ }) O9 ~$ A. k$ w1 G1 f
! m, \2 P& G% G7 ~1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；9 M+ r8 X6 r, `; A9 W
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
' J1 C8 p$ H# C* g! w0 ~' X9 |3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；1 r. R0 j. Q2 A `- o
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& a: p+ e" ? `! Q6 J5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
, }+ J/ c% V; q2 T1 E B6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
) ^$ y% I/ G1 @6 O$ E6 M0 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）)；# ]2 [; l& a# ?9 L: s3 |& [$ o
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
2 H, k/ P" m" k: p( t: k9）成品要求:浸凡立水； h0 W3 ?6 ~/ H; z
. _4 I5 x& Y1 E, b6 x
3.2.3、变压器参数:
4 Z% w& o3 u( j. }
9 c; G/ Q& |3 o( J% p% x* x" h$ Z1 T3 K
3.2.4、变压器结构图：7 h8 g, d3 s( m: @0 z P( n* m
, L, V) E5 ~- _5 N. ]+ h
04、性能测评% i! [+ ~1 M; F
0 @% \+ B7 _* s( |$ V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。& q/ b& r7 n, `9 N- Q
5 C8 [, Q4 H4 E# N! }# \. b2 y0 h4.1、输入特性：
% E D9 A' }- d) W$ J4 j6 L& \, 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。
' t. O1 @, U2 N4 ^( ^# |
: U+ L! }1 S6 Y8 s \表1 待机功耗
% G7 [4 H( U- `6 y) P4 S1 L$ U1 E: y
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
, b( d& e2 K1 K& ]5 ~
9 L9 w( o4 ~" c9 k; o0 e表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
/ ^5 \: T7 n5 d3 U, a, J7 H4 [: C+ h- f& l, A' g, {# U
表4 效率测试（PCB END）
2 B) Z- ~- y5 l2 G/ y. y# n
; Z" z: p! e0 N% y表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
9 x" i/ Y- Z: ^& a- Z6 ~* m* B4 S2 N- V% g- f5 {
4.2、输出特性：
& Y& Y( {" R/ D$ l" {1 h9 q. l
3 {# S! P0 z3 S0 R" o4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
, m$ f3 j& y0 W& ]
- @. s# Z1 |% z+ H2 m
, p2 _7 @! D7 }% G2 ? @* P! h4.2.2、输出电压纹波：/ F, ?1 N) ?3 m! F" l' W& a- Y
8 |; Q9 e9 k1 ]( N7 ]6 |* 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。8 t3 T& F# S7 `
; Q/ H% g( V; X0 b
( y# K3 Z; G' r6 B1 H
R&N @ AC90V/60Hz,No Load / Q$ \% f- a3 a' K: t! i* }
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load 5 |$ K& n+ I+ R2 b4 W
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
0 e `; d9 W2 q4 g8 t0 z
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load - p! n* i" ?# j6 t0 h
4.3、保护功能：
' h* x) A. E4 U( C, G$ R+ ~- e/ q, U- z8 T" S5 K
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
( M! K/ {$ d2 ~! l) S u# c! O+ [
4.3.1、过流保护：: ^$ z$ L k" F
8 I% ~6 a; L+ G+ K6 A2 ]3 A A4 n, [
$ a) E) L! f" l ?* {* q
4.3.2、短路保护：
# l6 u4 x/ t& J9 k: ]3 t# M8 v
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。) M: o1 a/ c" @2 d" j
9 t: _- h+ K3 E( t, b9 N+ U# S! R5 `& @: W" U, E7 n
4.3.3、Peak_load 功能测试：
: V( e8 f' {+ ^3 K
# s4 B" S/ v9 W/ A1 J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。
) u+ P" F9 l, k- p+ K$ \' u0 q' D' u% Z# f; R1 A
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
6 L6 h2 t8 [0 s8 m% U/ V6 c& }
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
/ j$ N( a, H A7 E3 z0 R5 |
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V 5 |: t* O+ t9 D" n; T0 z
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
e9 X& V1 C/ A$ v4.4、动态测试：8 d' V% f+ T- p4 T" \7 q
1 g' w2 x% T1 p' O6 X
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)
8 U9 ]) C v9 e; d9 i# l; ]& T9 i) H
l! Z. \$ W5 j4 e$ N: R8 k, j; V: C6 M
AC90V_5ms
AC90V_10ms
" ], }$ v. s" e3 v! b
AC264V_5ms
* I! E! o$ x0 B! o0 o4 E/ t
AC264V_10ms
1 R8 Q( A( ]/ v4 W8 y+ r4.5、系统延时时间测试：
, E5 I7 R9 _ r$ P! X9 b: Z4 _
F7 m6 t# W2 Z
TON_DELAY @ AC100V，100% Load ) ]8 j( ?2 v- n+ o# D- O8 M
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
4 j C' u, `. p* ~! `; d/ L
THOLD_UP @ AC100V，100% Load % D8 P' k2 e2 u$ _. C; V
THOLD_UP @ AC240V，100% Load " q3 W" |0 n0 u, D
4.6、其它重要波形测试：* u9 W+ k5 `$ i1 ^
' H/ M- ~% e7 b+ _' ` O
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
, j3 A) t% Y7 X/ o* p5 Q3 x. V
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 4 w7 `- X+ H0 m! [- l! b3 S( f
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
1 t( i, s' Y! S+ ~- X
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
0 O& u% J& }" c; b% K05、温升测试
" ]2 n+ }' @$ x F f q! U* h8 I- s* k. X
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。& P+ d. ]* ]* u( ~) _
. K% l% Y" V! R7 q" P
& N- b+ C8 m. w
06、EMI 评估测试
4 |+ Q" K7 C& p' Z4 @* x: x. a* V+ l' m |" ^5 R
测试条件：0 g7 U; \* V3 r6 t9 ]' J
8 _. P# l. X' P输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；7 F6 T7 L) r; q: [# f/ R9 c
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
/ h) G) L+ v' t, h* o" G/ E
: d& D' h2 L7 O' n# _5 ]$ O
AC115V 传导L 相
0 A3 g* Q: W4 J4 A5 X% ^
AC115V 传导N 相
: n1 a* |+ t& t/ ?# }- U0 T, q
AC230V 传导L 相 & k! A7 ?9 F" L7 ?8 ?& B
AC230V 传导N 相
; i% V, Y3 B& E4 ]/ E( f- F
AC115V 辐射
( n# U& L- a, Z0 y1 J
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