本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 7 h/ H* n8 a9 D& `# u! y
2 o, I! H9 ^/ F9 Z/ e4 w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。2 D" B3 k9 [% d9 Z9 C7 ?
/ F J: F/ T- ]+ s' z5 n4 u01、样机介绍2 G5 e% F9 r& x* M% s. T
% n$ X! w9 I: q' y, S) f. v# e& Z
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。
( h0 O. O" ?! }1 m3 m9 B' C$ B6 D. A' y$ y! C6 u
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 ; `- _* y# V6 {" U
CR6890H 芯片5 _, T3 z% Y. s; q) U
: O: x7 U) Q+ L4 l0 JCR6890H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。
+ X, j( X8 i2 R7 V4 ^0 k1 ~! i a) Z6 a- w3 \
特性1 ~; F: j! z% Q1 o* i5 B3 C) n. P
- m4 ^9 ]. q0 u7 R4 J5 b, F
较低的启动电流 (大约3μA)' Q& t' p3 |. |& `& ]7 S8 X
7 _* x. g7 t& \* `3 \$ g6 o
内置软启动减少MOSFET应力/ o2 I" T! K( @$ o6 ?4 r
5 \" W- d. @. p# F
带有Peak_load 升频功能；. w& l6 s7 o# J4 V6 ~
8 R E0 K. _4 p% ^! W! D# ?
CCM+PFM控制模式
2 q4 r5 z- V/ ]5 C$ I) [9 K
' {8 { U6 C3 H2 \内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡1 W5 ^- Y5 ?! E( P) j( N
) u; Q) p9 [4 y( S" W
内建频率抖动功能，降低EMI" I9 `6 L0 S, u0 s8 W) d
. `6 z7 l: Q i9 x7 u) @
内置65kHz开关频率
# ~! k+ |, k1 z; s- D7 `/ K: D& o ^/ L- Q7 K2 ^
轻载降低工作频率3 |, F& W& q$ h5 g }2 R
7 E0 V K$ ]; f/ J
15ms倍频模式' r5 t- r" V0 J2 r& {
) ]9 ~7 B+ Q/ p `可编程外置过温保护并进入latch; u1 P4 H3 t) i3 R; ` N" R6 k
& V, E( a( ~% C, d9 QVDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
. L6 \- J) c- L; B) Q, |3 u
& s2 t( |' f$ e4 P! c内置前沿消隐电路
4 k0 c7 E: h4 e6 U8 F
9 O& b L+ ~4 q) B2 }/ ]内置输出二极管短路保护
# ?: y, x9 |/ J: r \5 |( O( n5 D% L- M
内置过温保护并进入latch
2 N' u6 S2 B' [; s- O* M& Q/ i' _7 q" w6 ?+ G; f
过载保护
; U9 k3 H7 S( d8 C
2 Z9 P& R* I6 _( v8 JSOT23-6L封装
. L6 ^ s; e E+ U8 z; D" ~' Y, g7 E+ r& B$ ~
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。
. t( q& s4 W6 i2 z3 k! j& U9 G
: j* v) l1 V- ^7 B基本应用
, B H0 n1 B+ k5 Y
' H4 ?* C, N3 P- l; IAC/DC适配器
6 Z, Z7 ?4 J i1 B0 h
' p2 M* ^/ F2 i6 Y& n6 [" |: C电机类适配器
7 B# j; z! g) d) d
& H6 g3 [( o7 B% V6 V9 `充电器 k0 V# d% L4 a3 `7 V) a
$ P- Q% ^9 Q8 P3 {0 h存储设备电源
3 i7 E4 r6 _: G3 {* F" U5 V* w0 F7 w! l
典型应用
* }( ^% [9 v9 {& l4 R' _) t( {& m, A( P) e. F) |
# S" [. b, ?7 v& H" N1 Y
管脚排列7 q# p `# u" r
1 a/ B2 ]0 B: p% E& K8 @8 z- J3 n' b管脚描述& E$ b3 p/ o; x9 Q) |
; o& ?7 Z8 ? `
( ]. G2 L7 g1 |; 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。; f; W# S# n0 v4 P9 c- B
' j9 A% U u% K, c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。7 e! Q" j/ d' }+ \
' O3 l. v$ X# P9 [! g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。( p5 q- t+ ?) r. u; q# ~) i
- C1 }/ j0 X0 }6 x1 s# {
02、样机特性
$ h' T% y4 P- \$ d6 m) H( {
: S. |* y% I" p( Y# t# X; p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。6 h7 X' L* j+ N6 r( W2 _1 n
5 i7 M" R$ l) p
2.1、输入特性：
7 J1 O& Q/ J; d: h6 t' ^+ ^7 b3 J n* L7 B: u0 ?! [4 E, z
" v6 k9 v7 u" b/ ]9 o2 G5 u2.2、输出特性(PCB END)：
. {" @3 Q$ S" D& w+ Z" \3 O
8 u% a- t6 R' k/ D+ ~; @3 S+ k$ M6 N' ?. p* s; ^' Y8 w
2.3、整机参数：
9 }! G' ]5 L- h$ O* d) H: \- V
2 c7 C `* _" D6 J3 M. l2 M- H4 t% \' K2.4、保护功能测试：4 W6 F! N" G% {6 H: L& E9 M, x5 ?
7 R5 h$ N0 d2 A" V z4 j2.5、工作环境：0 T' E( K; n1 r6 C0 ]
, ?1 B1 [* f8 w# ~" v/ _ Q4 R; ~' a3 \0 r
2.6、测试仪器：0 K% N4 Z9 W$ {0 L0 G
03、样机结构信息
1 x- X. l: P8 |2 `( z5 U. s
, k" f* M% v+ 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。
# v g; K8 }9 W' o6 b) [
1 H- W, I |/ y3.1、电路原理图及BOM：8 Z$ G; h6 i) z% w! h
* O. \2 Z' Z' D; R: k& |
3.1.1、原理图：7 z( B$ w& B0 b; C8 u
/ s& i: f" f; p* ^; j7 W& X3 o. v; e: d9 j$ R
3.1.2、元器件清单：6 @; e k1 [9 T5 J7 C. I, ^
: Y( q& Y/ r& q U( g1 T
/ b7 D) |. r% o ]. N T# x" [& R( b3.1.3、PCB 布局&布线：
2 P4 M* [5 j4 b g
+ ~% A& [" s3 h- b
PCB 顶层布局
3 q. q$ J" z0 d0 Q6 q
PCB 底层布局 # Y+ S( A+ M5 D) U7 \2 ?. o6 Y7 Y
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
! p2 `! h1 N! A- A. f( j) |; H9 D
3.2.1 电路示意图：' d( m2 E5 c3 r1 B2 _
r+ A: `- Y i; t5 V9 B
3.2.2 、规格参数：
) h+ _% r! @1 F i. M9 c# p9 X# ~7 T+ [7 q
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；# o; r2 D9 F Q) f) V
2）材质：TDK PC40 或同等材质；( j! o6 K! S; ?2 d
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
" R8 _, L$ j- i5 F8 C4 L4）N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B 进线从顶部A 出线，磁芯接地；
! v6 Q/ p3 U7 m: [5 f( l5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
- ]& w% J0 }5 @6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；" H Q$ X, `/ K, Y; _- Z0 _: _
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）)； E+ N1 ]/ L5 F' }9 U
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
H: C. ^0 k% h# F+ `- l5 X9）成品要求:浸凡立水；& F' r. X( Q# p! E& U7 o2 w
2 G4 N* S* E* {& j! `3.2.3、变压器参数:
5 _' E0 Z8 w i6 ~ b/ s9 [4 ~8 Y* Z1 G" I" |+ y1 v' N
/ J6 d9 q {- h4 D( I7 F9 H( x
3.2.4、变压器结构图：
! I1 q: j$ R8 A% T$ b1 m+ g" n6 z8 |
04、性能测评
0 b* q5 o( T1 S4 n$ A; u" v! ]' l& }5 E# v. H3 }
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* l2 r& u+ k9 _: B
" h6 X! h& X4 [2 e: X# ^4.1、输入特性：- r2 K) c$ s) d( N5 `' P
: d3 ~* O/ G' ]+ w
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。
1 M H- T) U, Y4 t- r' J
# h& J: y8 B( @* X$ j表1 待机功耗$ R' y# `, i* m& F; S
9 f- |8 ?1 A {8 k7 r; ^ ]( E, {表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性3 F: U. L$ x: s$ A, `
$ t; |2 M" m/ J8 a" g" a表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）& B% x1 d8 `- N3 _3 R
/ N9 `4 U! q! ]& G: g& J, U8 P, L
表4 效率测试（PCB END）
' f s9 Q. O3 ]
* m9 c3 Q! K+ w表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）2 ^% C' b0 L% ~8 G. B+ k: [
! C0 v O9 O3 g4.2、输出特性：
: D; A3 h0 r* j; |* d# C
A. Q: V( ?! a4 @8 \8 k- K( ?- s4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
4 Q) _! N% O8 O+ q( A# {( F1 a% ]" ?$ G" D; ?. @. v: }5 p" ]. |
0 i, G; C- @. `. G, s( i
4.2.2、输出电压纹波：* g: ?" s2 M) w) t
& G- @6 { T* r( m- M8 f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。
, k0 t/ D5 q) f% {$ z! G
9 |" e; P: v% [2 }4 r5 ~
. Y0 k2 a( ], F
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
/ L7 T; x- U- y2 H! t$ S( u, {
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
! w' I9 `- b' ~5 ]. \: C
R&N @ AC264V/50Hz,No Load 1 D* K) }& d A0 Q; G5 O! N
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
W0 {- [& a+ P1 t! @4.3、保护功能：. o" T/ y: ]6 x% X
* L& p9 C4 ^! Q7 x6 n以下涉及过流保护、短路保护的测试。+ P; T7 @; u) Y, C* N
3 n# @7 |0 H6 y6 L+ D9 q( O4.3.1、过流保护：
1 q; s6 L) \6 L' b3 z7 i# e) F9 h5 w! C! a
: o1 X" i" |6 \, u& z( S4.3.2、短路保护：
! A4 `* v+ [6 T- Y% z# w
% M* k( {+ G4 S( F) h- Z6 ~4 F功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
& l! ^* G9 p0 y" X0 L; b3 M
8 i! }+ t: n+ D) G: d, z
7 {/ ~ S5 j. R: G" k& @4.3.3、Peak_load 功能测试：
% k9 _* |5 E6 d* p+ S' V; A+ X% m6 C! |/ Z. A1 E
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。 @( e" O& @: S" z6 b; d
* H5 f+ a3 v' I+ n( |3 R ^7 ]
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V / O. \' w3 C. p0 g" d. t# o
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ 4 k& K2 A- l. a
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V + n. B& |% I" j
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ ( x2 l# w9 p+ x: G
4.4、动态测试：
" g K+ w; A& T) H1 b" I3 N) G; q1 A: Z! S0 |# S9 Q
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)
S1 b9 D; m8 D# d, A# M! U7 }$ n. g# m) c) u' ?
AC90V_5ms
AC90V_10ms
5 m1 |# k- l: n; [5 S
AC264V_5ms 3 s+ k o; U% B m- c
AC264V_10ms # K1 H5 ?5 e- x' F, k L4 |% X% p2 o
4.5、系统延时时间测试：
4 _, g. r+ l) h) w. Y" L A
2 T' M8 U) S+ R7 ?3 @
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 0 t, ?* G% Z1 O5 D
TON_DELAY @ AC240V，100% Load * m" Y- {$ X8 m' }% x' P |
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 0 ?5 S; \, z& ?1 b0 b
THOLD_UP @ AC240V，100% Load ! F0 f/ V2 e, |0 y5 N+ n; t
4.6、其它重要波形测试：
7 U% ]4 R! g% R! v" M7 M! u* v$ D
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 2 |5 H. M: V& q
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
+ i* i* \! y& I' |
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
: o& x+ l% Q6 b5 b
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
# ~1 o4 ?' g* f f1 W: @" k& B; e. _- m1 h05、温升测试
- W% G; G Z. s q! B' d8 ] M7 J _# T ^7 F
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
! M# c: C; e2 w+ n/ R4 P
9 @2 m* O s O) E, R' q3 V& t8 F' V' Z5 y* v0 o7 l; m9 M
06、EMI 评估测试! x8 x/ Y% A$ D3 ]7 {' C x. |
8 i1 v L1 _; }4 P/ w
测试条件：
& f( a u# S; e$ v
! K/ t6 M; c5 d, S7 L1 }8 \输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
* T+ J: J$ s# m- A) |" L# ]限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）1 n" E& D: G+ {, Y. h
7 z" Q5 N9 B8 J i. Q% O) T
AC115V 传导L 相
3 U2 Q4 F( x' q8 L! S" f
AC115V 传导N 相
+ `- x, X! K" @; u: V$ b+ w
AC230V 传导L 相
0 @1 K' x- Y7 x+ s7 q; [* F' R
AC230V 传导N 相
, h2 B( I) c0 U
AC115V 辐射
( q3 k6 B3 a7 q8 A; ~
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