本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
* k7 m$ `5 i4 \" G3 \* d' A( O# f/ n1 X* _
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。# T P( ?( i' F) H
& E- [& F5 ]' o) I6 k( n2 `, n
01、样机介绍
& e9 A' e% [, {! Q. x% f, }1 c7 C
: e2 c) O/ j! R3 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。
9 @, R. m: N0 D2 W6 v
- s. P& F+ A1 a
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 ! K3 X E8 j. |8 r: r2 E& k) [' `
CR6890H 芯片
9 y7 d% W, G, c% v' _* \/ K1 l' g- W% N7 t3 c% j, k* b* G
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。4 o/ w" Z& W* o
' U8 w' L; T4 N5 Y' _7 N特性
" Y. J7 u( b# E: L; ]' n, M
4 i. ~8 g6 N1 V7 |较低的启动电流 (大约3μA)
# x4 ^4 r3 M/ ] z7 s( x; L: {) w+ J* ?
' ?' ~( G8 X c. s! x! X* E内置软启动减少MOSFET应力3 k! s% J4 l1 Y5 `4 S5 P
2 Q) ~% @- x/ @0 N4 N0 N带有Peak_load 升频功能；
' v. h0 Y1 c, ]+ K& u$ h8 N
3 n( W2 X: v. ?2 r' j, i; L) LCCM+PFM控制模式
) _7 D3 ?- r4 O" A8 d+ Y/ v k$ h( V, P% ~" {: m) l
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
; P/ d; T- n9 F$ ^1 G1 z7 K$ r9 L6 M, o: K
内建频率抖动功能，降低EMI
' W. g2 o1 L2 D. U; i4 M- J7 P1 \9 j' V
内置65kHz开关频率) r. X, U1 F; c0 U N+ b
5 \* V1 d8 e3 Z) }1 ?
轻载降低工作频率
2 K, B) _/ b# ^5 s3 p- S8 [: {' j \: ^( f8 W
15ms倍频模式 A! Q$ ?( D% u
$ f/ i! }0 o' u可编程外置过温保护并进入latch4 j" }0 S( F8 F# Z$ g8 }4 B2 K
: z! [) _2 }2 Y" Z F
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
; O V7 T/ a. ^ U, p/ l% z, x y5 k6 A( c% q0 ^3 ^
内置前沿消隐电路$ n2 H9 ?2 y4 u( b( }; O4 ]# Y; @3 b
# P$ X X* k1 ]1 o2 d0 C
内置输出二极管短路保护 E% p5 x- X" Z* H
P7 t& n( X2 |) X
内置过温保护并进入latch# X; H+ N6 s, o- j4 ~
, a5 r/ W4 u8 R+ C! }3 w! \) x
过载保护; C/ I. q2 `$ j0 B6 i
* i+ A! L1 Q# P* m, C+ l
SOT23-6L封装; S' E& I/ ^9 L, `
6 Y; @ ~8 d. _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。
5 y4 A1 o6 ~( z5 V! ^0 D$ x& k
8 x) C0 k& m0 K' q! z) n基本应用
: i5 c. W4 ~! Y" C" w3 O2 y5 [: l: s- K8 j4 [5 _6 L% w$ h
AC/DC适配器
8 P$ I2 O5 G2 U; U# C
9 o g" P( r3 t$ J7 j2 J电机类适配器
0 I- V* P4 y# R4 d$ P$ T- S. `- y: A
充电器, x5 F) i t: _' n; ?
5 n6 n1 j) k+ t+ j$ w! U& O# x存储设备电源
$ W* ^, n4 s2 E% X& Z/ o- M- _/ G, R$ M4 f
典型应用3 M! S* U: y$ N1 |" m7 P$ y
+ [6 k2 e9 Y+ @# `3 `- C9 e7 g
' W4 J4 v! _ [1 a$ o管脚排列
: q$ K( ^3 ~; |; B }4 W
: `$ k4 @( @; t. u& F% U管脚描述
$ {5 \& y! S$ u; A
4 I6 y- Q1 `3 ]) z
4 u1 t _5 w# T( H0 C2 L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。
) C* b5 n' K" {) w, b. P" @
% j" n/ d- u& K* E! d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。, Z- a2 W9 H h1 c7 B
. L/ Y4 |$ k& a" ?7 M+ s+ E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。
# l# @0 x9 l& X8 C2 O) N) ?; C3 w( D% @
02、样机特性
0 e1 Q9 t& y# }" ^& S2 d% I5 t
% V& @6 P: w% @0 B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。0 R$ i0 M; E/ |3 h! S" W) _, {
$ W& l, R3 d, U" s
2.1、输入特性：
8 L$ d+ ]; i8 N" O$ k
4 F& F& K0 r) R, u/ f; i: L( d \2 ]
2.2、输出特性(PCB END)：+ ]* E& Q* K+ w" t& o! f
$ J1 B+ Z1 H L0 i" d5 O3 O
* y) C, o* R* h, L1 z
2.3、整机参数：
F" R. \& v/ a! g {, g. _
6 w* z4 l" H7 [+ t2.4、保护功能测试：
5 ?8 n2 C+ F% k9 t# x! V! J3 U; I% S6 l$ G7 i8 O
2.5、工作环境：
0 T) f( I4 s) g+ u( f Y
& L. o7 Z- J+ j, l; q2 r/ _! P9 s: b L. T
2.6、测试仪器：
; J9 r9 M6 y$ c3 P+ B' f03、样机结构信息
1 `; J, h' G4 O+ R; L* d) ^& B$ O' E U: C8 w1 B
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。8 \9 Q/ S4 g% R$ b, x) h% q5 R
Q \) D/ e g# K3 G& {
3.1、电路原理图及BOM：: |7 S4 c" K* U$ Y" x
+ l5 c! L+ J+ X9 o$ j
3.1.1、原理图：" S3 R0 \; ^( ~# x; E$ v' E
6 A C: D' ?4 z3 U4 ~
! M+ G& z1 b) D" N7 I* G
3.1.2、元器件清单：
* ^ f( o( r# E6 r/ R) }; n- b5 D
- [! H' ^$ F4 `
3 V1 j+ T1 Y; ], J; s/ I! `7 S) X3.1.3、PCB 布局&布线：
: g" }2 m$ ^5 X4 P* F F2 a5 Z6 m2 ?7 T9 m/ d# M r4 q
PCB 顶层布局 " S- x1 Q w& s- [
PCB 底层布局 2 J$ N) S2 U9 M Q& e" T9 V. a
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
: [" G. m q# S6 [' Q
9 J' h. o0 H4 U% O1 n* ]: \3.2.1 电路示意图：
Q3 y! t+ b; [, G* ^3 }! V# I) f8 a! ^1 N
3.2.2 、规格参数：' v$ J+ h" P$ S: k' I* |; \
' f0 F" L. O0 f( X7 U" y: V8 p7 t
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
$ t; \: z8 e& i [6 }' Q' L" G2）材质：TDK PC40 或同等材质；2 V( @4 m1 W$ h! ?) ^& ~, O) \
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；% v6 T# A" o! V9 y2 c5 l% \
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； O% H1 K0 w% _) \9 Q. c
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；0 y* q- {7 D5 W% |0 ]; J) h3 P
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；; V! X' r" S' b0 y9 S1 |
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）)；
- C% e V) h8 I5 P- ]3 R8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；/ e! \* N# S3 o
9）成品要求:浸凡立水；! B, N- q$ L1 _0 i1 M' c% [8 q5 c
4 I! N9 I% N# ~. Q$ e8 ]
3.2.3、变压器参数:
8 R6 o0 x; }/ v/ Y) \; s0 Y1 I
" F! d: w: ~6 E% F1 F# |8 R. I
9 H* Z, s* ?. s6 J. E, z P3.2.4、变压器结构图：9 i( H. y* B$ Y) ?5 N5 P
' c! ]0 `' w$ M( |8 m5 [/ [% t4 Y( p4 t04、性能测评5 Z2 {$ H; j) S8 M/ `
: a* _+ s% E* w4 M; T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。
9 s* M" T2 Y; w; y s) E; z) E
4 u4 o7 E# `- l L( x, f0 t, n. e4.1、输入特性：
' R% I: o2 [( l
7 ~7 s4 V" B& R3 o( B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。7 J) u g D' I1 m$ T- b6 u1 B
7 c$ f- v: Q* f) {表1 待机功耗
/ j& K) ~. M6 g
% Q5 k3 d- y4 `# q; _- f2 i" X- j表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性3 w. Y: w9 G9 F% ?
6 I8 j6 l4 }' s& O1 T( ^
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）* G) S% v. j$ f8 g& V4 h
: }5 {+ j! z) @$ I2 l- R, M$ N6 O, r
表4 效率测试（PCB END）
2 z/ R- t1 ]. q0 X: B. J7 W( m v* ?7 T
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
X1 h5 j; f/ d) n4 r% P, ]2 ^
z) h8 C9 d; h) m( J, s9 n; o4.2、输出特性：
7 ~0 w- I3 l _5 ^! m8 W U5 A$ K d3 ?( t
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
$ M; B$ B4 w) ~+ f! e( Z; Y0 J
. o2 O, a( o. `9 v2 f8 _) j$ D9 W
, c. V' l* p# Q0 _# f4.2.2、输出电压纹波：
) K: r7 G5 u: u2 d4 d5 ^3 r2 e) V
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 D; ]3 p9 T& {# S3 j
* \# v7 Z8 y" A2 h+ Z1 j
8 c7 M( X; L0 s( Y9 p0 g2 F
R&N @ AC90V/60Hz,No Load - }) v7 \9 z1 P* x6 A
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load 2 @2 Z9 h7 o e, i) T
R&N @ AC264V/50Hz,No Load : o% |& u, [; C3 a7 y6 `
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
9 z2 r+ u: S: [1 {' b/ `4.3、保护功能：
& m( M- _/ t( y. c
7 J/ j$ ?/ E! h) _% G7 I5 I) K- I8 i以下涉及过流保护、短路保护的测试。
* z1 o5 j+ H5 k9 v9 y, \
' a5 J$ a1 i9 ^2 k4.3.1、过流保护：# V0 E( _" }+ o2 i9 G3 @0 E
I9 _4 G5 F' V$ T0 O3 W: a4 V" T7 Z
4.3.2、短路保护：2 u. \) B- t# C7 V: ^
% ?/ R0 r3 a* _2 o) @功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
! q' A8 x/ T7 e+ U$ m( c* j
& F3 x% [" H! ]1 P7 S* e& O7 d1 G% `7 N8 D' }# [! {$ w( B
4.3.3、Peak_load 功能测试：5 q7 K6 k+ A9 {" A
* s1 s. H9 i1 Z8 m. W* W/ a* ~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。
3 o8 h+ {# X6 E7 T6 |$ t
8 W) v, ^& A: A, H: A8 P7 e
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V % C+ ~% l' E, s+ g9 w
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
/ }% ]+ j* L1 x! A% `
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V - ~9 F* K6 x+ B
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
, Z* c2 n5 N7 `# h4.4、动态测试：! @" V! ~9 y! m3 l; @
+ i. y; O, G- o- w3 ?. H
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)
7 X& \9 e( d0 ~! Y! I1 q# K! ~/ o) f* `4 o9 _6 {: I/ |( e- v1 k
AC90V_5ms
AC90V_10ms
' {6 H! j8 Z3 Q2 D
AC264V_5ms & d; c; M% K% j6 L# z
AC264V_10ms
4 L1 V4 x6 J, ` ?7 `4.5、系统延时时间测试：/ U4 B5 B. r9 F; O# L5 N
0 X, c g/ M9 r/ L$ @' ^
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
* f7 m2 `2 F: g9 Q8 u0 j% N/ I( M' v
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
' E! J! B& J9 i% Y0 f. |9 S. J7 l
THOLD_UP @ AC100V，100% Load , C. ~2 C: {0 x5 o& y6 G8 a
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
* Y( P( a6 i7 M: a, F1 b( w) Y; e4.6、其它重要波形测试：+ ^* Q4 c) C, B4 ]0 D1 W( {
' U1 m$ @# f( | y
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 - ~* l$ e$ b2 n; P2 r
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
# c; f K6 q8 Z3 z6 g1 n
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 6 L o0 k5 ^8 y, F$ P
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
0 l9 \/ x2 v8 C c, Z05、温升测试
$ k, }4 u( p' D$ g7 g: z( c: G G2 ^/ I) m
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
2 J" A* d% o1 r6 r- i: G) e5 Q
! l7 B2 Y( a2 ]
; B# c; x: ^- a2 }1 X; P6 y06、EMI 评估测试7 {% \3 R# a( v' v8 U
]% l, \4 z8 u7 U$ K; f* N测试条件：9 B, _+ F3 i1 X5 e( p" K
7 I6 S$ @. _( s' T6 f
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
0 ~2 X9 i7 E4 S! N, D: _! v6 }限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
0 {5 N" l# x$ \/ q
! k! `% Q3 ]+ `& {2 W6 {7 m; t
AC115V 传导L 相 " }% o5 b2 d, ]4 @6 w+ u
AC115V 传导N 相 2 }+ z; B& M8 Q1 C9 ?
AC230V 传导L 相 2 ~0 u1 F# S1 d) o
AC230V 传导N 相
0 ~: @( |, L! [
AC115V 辐射
2 N- i! i6 V6 d- q. c4 \6 f
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