本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 $ M3 y0 A# M# D! o6 |
- f+ ~! Z; O/ ~ N4 h0 c3 f( S
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。" G) p$ F$ q4 }' b1 [/ e
* M+ Z( a% g x0 W& {- Q% E0 i01、样机介绍
- j1 E0 i( _3 x. j
) T/ i' B# e& G. J: G$ I2 s3 H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。
" z' [; p- u/ a5 g" O$ [ ]* l7 B
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 / i. R2 Y0 ^$ u }% R8 s8 C
CR6890H 芯片
~: T% [7 i8 F0 s
9 o" N: S: |$ V% _" n4 XCR6890H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。* H) _0 {' ]) |
( S% q, f; J J+ V9 |4 d特性/ S! a) _7 s. n
# X; o0 N! ` M& Z
较低的启动电流 (大约3μA)
0 S6 P6 N- D: G( @9 g( D ^
* G+ j" {+ R" O! x. i( {) s内置软启动减少MOSFET应力# O" Q2 V& F5 H2 ^! A! \& b3 k
6 Y* E; ?2 M T带有Peak_load 升频功能；3 Q" H, g" E/ j
. y/ K6 q3 b0 {' P' _3 O4 VCCM+PFM控制模式
9 k0 y4 X: }# R! y% n5 z4 k; d# c) }& f. z
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡& `5 {0 N! i1 _, i# w, r9 k
* ?' \0 c3 v5 H5 X Q% {$ A内建频率抖动功能，降低EMI \& J+ M- [* m( e( x+ T4 E
4 ~% d: q- ^! s5 z内置65kHz开关频率$ }& Q0 q, I$ H4 h& N
8 {3 ]( g4 u4 J( D7 _9 n& A轻载降低工作频率
6 m$ Z2 S! ]5 ^* d( [
5 S+ j$ M N% A- d1 R15ms倍频模式1 q2 a5 F* Q/ r
8 g# f0 r0 ]( U+ E. `: d可编程外置过温保护并进入latch5 G, O* s0 w7 j5 j" A
2 v! {7 s# S/ s3 e
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
9 k) u3 X3 z4 C! ?
0 R& y, Z7 `# Y2 u+ U1 C内置前沿消隐电路
7 i0 S; W$ j* }5 C& D m% z9 {/ D" ~# x% l$ z! V. F
内置输出二极管短路保护
9 A* t6 ~% j8 T- T" q/ j! h% ^ i; Q% _3 @) o9 P
内置过温保护并进入latch
% a5 L d, Y5 `) }- y- H! g' ~2 c
+ Z4 F3 m. e2 _1 U过载保护
' y. h' D7 b$ C
- x- L8 D5 g* K) aSOT23-6L封装1 V" f( W; Z, v. n" c
) l k0 B, 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。- |* k5 d3 ^7 B$ }, V
% F* Q0 a4 Z0 q, j基本应用
' ^/ W# ^- k1 {& L1 `2 N" m. w
: L8 t& P7 p4 B z; ]5 X' SAC/DC适配器
8 @3 {- q; M7 |9 i# }
' @# T2 @$ n% j4 o) {( C0 {电机类适配器
7 c* F! c+ k8 I9 b3 S
% Q/ H; x2 b5 J8 B. {" d充电器0 C- g2 w u! D6 H H7 d
4 r' i" \; I# ^2 D5 U$ ~1 |( C
存储设备电源
# _8 p2 u: t7 H* q5 P& o2 u
2 y+ \# s8 o/ W6 y( p6 A6 E典型应用, O& q- ]" ]8 U" n( k: D# T
8 L' Y1 r1 B K5 `, \
7 A+ x% K& i8 T% k. K
管脚排列" h, i4 Q, } c3 }6 m6 D
1 d) |$ S( K1 G/ C! ?. ~! L y' b9 ?
管脚描述; o$ |. V5 P0 W0 d M
! ~3 f- G9 [# t3 J' i I
0 Y0 Q6 q$ U7 C4 a
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。
1 w4 k8 E% s8 v$ ~4 o2 r6 c
) R0 d8 C& L7 N ~' m3 E1 e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。
. V$ C. L, f1 D
) P/ p! P4 }; H! E4 F, ^3 U' a8 g& p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。1 h: x+ [* V; E. c" A: ~
% @! T/ P+ x g+ |# h# s: \
02、样机特性
% @- |$ e" U# ` N9 I3 k# v+ I) K- [9 u* J: m3 \
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 {; ?4 s" w# c8 X2 U
& A9 z- i, ^ W6 R( b! G- o
2.1、输入特性：
; I4 i) h4 R- N7 G( b/ S, Q: f& Q4 [. n# w" i
+ H" e8 F' V. X2 y' X
2.2、输出特性(PCB END)：5 Z% H* ?/ q, W: ]! p
1 {! d1 L$ F8 I: P6 C2 B, a
% Y+ c6 N6 }- z$ _) C2.3、整机参数：
5 h# J+ e4 {3 H
- T, m; }' H I& ~" o; U2.4、保护功能测试：- d6 f( G& X. f2 S, M3 |3 X9 W
! I3 Z% N3 q5 V' E
2.5、工作环境： O; {7 T' U, m+ s
3 L6 ~0 y7 a6 {+ n" ^0 @7 X7 B( Q' u: T5 H' g* X
2.6、测试仪器：
: E3 i; Z6 L/ `03、样机结构信息9 I: s% F( h. D. d4 A
2 s# x( R1 s; l6 g
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。. T- {, L: f) b' W+ j6 o0 X
1 f+ D, ~: w; t- x1 @3.1、电路原理图及BOM：5 v* M5 \$ J$ \, x0 V9 z
, }9 D2 F5 A# n$ I% Y
3.1.1、原理图：- B4 Y2 ]! E1 Y* l: d' `8 {8 ?0 M
/ U/ ]1 L8 A9 E1 s5 N2 }# F1 I1 U( a/ Q) `
3.1.2、元器件清单：
) k/ ~3 O: v1 M* P& a7 N
@6 N8 D- k# T) _5 U7 Q) t+ j- M7 Y0 k
3.1.3、PCB 布局&布线：
/ O7 K) l! u* X1 D Q: M( z' C/ m& ^. o2 a; P1 J8 o
PCB 顶层布局 6 m8 D' \ `% k4 U& j- P) Z$ r# v5 d
PCB 底层布局 ! N j( I" e- ?" W+ a/ O0 o
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
* c; F$ _) B7 I0 f* {
% K! E7 n* g4 W+ J5 h2 d5 N2 w3.2.1 电路示意图：- L% Z/ P4 z- E1 U# @
" y2 x% f; A8 j9 m3.2.2 、规格参数：% |; A/ Z4 X6 m* M+ m, o
4 r ~) \& i; ]+ ^$ {6 H/ f
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；# G: l! d+ y/ A2 u
2）材质：TDK PC40 或同等材质；7 k( h% [+ _( N5 ?9 W a+ @, N- A# f. {
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；( L: k. b0 {! \5 M4 F- X0 _0 Q9 i
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；1 h8 H |6 Q5 @0 K
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；. Y$ u2 ^9 k! C5 |/ a" u
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；, s0 w* t9 ?2 |2 h9 c
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）)；3 y# E$ z. e2 n0 ?4 E
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
# g9 I. n+ M( V9）成品要求:浸凡立水；5 x) {. ^* g1 w5 l( I; k& C
/ T5 Q, Y, i3 L; ~' n* q3.2.3、变压器参数:2 e8 T# ?1 Y6 B* \9 N
1 X; c- r" C9 h' u W/ G" P- `% o* H0 {2 S0 X0 e4 p5 Y+ Z
3.2.4、变压器结构图：
) t- d1 h6 L/ b- i+ e ~6 `% U& x0 p& d3 i7 ~4 [9 O+ P7 a6 z& Y
04、性能测评7 j9 x( b) h5 `) {
- s( U2 O# k/ a, U2 w# X( s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。
, h5 d g3 _! a. h! u3 ]% Z2 U
8 T- L9 s1 R# Z/ B4.1、输入特性：
4 Z/ S1 j$ y3 `3 U; V$ A. p' l. |- h3 h; ]2 ?5 r0 G: 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。
" _4 t6 s( s) P' H; {* I1 X! ]+ {2 G: ]. H
表1 待机功耗
: |) B5 q- C2 C% H- c, q; A7 i8 ]3 u2 ^
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性2 s+ P E* b! v" `
) A* i X: W& V* \$ X+ I! m表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）2 c* Y) b+ @9 O. y$ u3 T
' F) w* J5 N% l( x! P
表4 效率测试（PCB END）! f2 [9 Y9 e0 E. `. o
/ f5 ~, g1 @: y' q: w. O& c) i表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
$ b- W% L0 _* s8 z# J0 L2 j$ F
8 r& P* }" E. D4.2、输出特性：
: L6 ~& V8 I" t6 |$ Q: v" T3 E% H* A! y! A
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）7 q& q6 B+ p" V1 t! [6 H) ^7 {
: \5 x' Z- i3 G' G% y. `+ V! R, J2 m2 p, F' X2 x2 m
4.2.2、输出电压纹波：
, D9 F& k* C9 Q. N: q3 Z% L# X P2 ` ]7 k5 n: i) l& P! l
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。0 E+ d {2 w% N% b4 [
! l; A) M+ O+ d- {" N* e; c9 j$ }
1 c" R6 |- N$ g6 t6 F9 V
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
+ W* F8 a6 [( @
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
3 r! `: o9 j; {% V. G7 e5 e& I
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
" b* k7 c* Y% ~& `! o
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
: ^' t& j) G5 B0 B+ _4.3、保护功能：$ r1 E6 ~$ x. k4 Z1 m2 D
/ r. L% e: G/ Q! @. _以下涉及过流保护、短路保护的测试。7 M1 L& ^! A: S4 ~- }
. z4 F; d. e. ^# P! Z& }) H6 L4.3.1、过流保护：/ N% p" Y0 s8 v3 ^, x+ d
. t! \8 c9 D* | f( w% }8 K* b
. s% ~% F/ o9 m$ f( R4.3.2、短路保护：9 r, \8 \1 z+ {
- ?' X7 E) z/ Z! L" L3 q2 h2 f
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。& q m" M. Z$ O! N) I
; Y+ j, h& ?% A9 o; ]& k
( b+ T7 x! Q0 w# J* f: n4.3.3、Peak_load 功能测试：, U; I0 R; c4 S% W6 X
% P5 Q3 I. H* C3 J4 w& ]) }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。% ]7 y2 s: B8 v1 Z7 ?
9 j. X( R: m* i
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V 1 S6 }4 O3 x) T' ?
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ 9 A4 _1 h5 E3 p \$ }# K" u3 s* x
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V ( F7 F, I/ Z) ~' v
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ / o. }% U! a/ G* D7 T( E# B6 h6 F8 o
4.4、动态测试：" }; n" H, R+ U% Q
- x3 b, v" L+ ^$ m! n
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)' b2 j7 w9 S$ t( _' S
- @0 W6 a' |1 B$ T6 S' y) e0 C
AC90V_5ms
AC90V_10ms * W0 S- C3 z2 `. ]" ~
AC264V_5ms
3 y ?" h% D6 A. M
AC264V_10ms
7 d; y2 J ]7 `" x4.5、系统延时时间测试：
) D5 c) f5 A3 `3 k! Z0 A6 r' V2 Y7 a0 L6 y
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
. V4 L$ V; N* t8 N3 _4 P. e9 s2 C
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 1 u2 T/ A6 u! f1 d ]" X9 h( J+ H
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
- A# w- M: y% y! a
THOLD_UP @ AC240V，100% Load - X0 B/ G5 P9 B v! h2 s/ y
4.6、其它重要波形测试：; r1 p+ h& n* U
1 v8 d0 F! }3 O( }# G
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
% o' a! d) y2 ] v$ \8 m
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
( L8 d- G: [( ^
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
- h4 I2 Q# K; S- x4 E9 g
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 1 w+ ^! `5 b% f0 I2 j4 c: t
05、温升测试' K3 I. C$ A8 }' U7 s q$ K
- E( I+ ?8 E) [) @% i0 r测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。% f: i9 h; d" `# P9 s/ `4 O
: L8 Q0 U1 |! R1 B' j/ B9 y0 L K1 `- `1 T' I+ q& A( f: g2 ?& P0 p
06、EMI 评估测试
. t3 D; P5 w4 C0 t W$ E9 w! @
1 ~) R6 u! w2 ?; y% d测试条件： p2 |4 U0 T" G* x! j
' Z* l3 E: \9 Y4 e
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
4 }: E" V# ?+ i/ E* p限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
8 v! f$ t4 a+ w* H3 u) j
) K7 d [, n8 g; ~* J$ s
AC115V 传导L 相 * n: b+ ^4 ]$ @" @' }" X
AC115V 传导N 相
& W, b& k, [! \: q) }
AC230V 传导L 相 / k& c; a1 _5 h: E/ i7 ~9 O! T
AC230V 传导N 相
8 M5 z: \; {1 C) x3 M$ d$ u" [: x
AC115V 辐射
5 G+ K! x9 H" k: t/ N$ ~) P; t
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