本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 9 Z3 f8 O1 k9 S1 g
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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。
Y3 W1 Y, d6 s6 u$ J3 j3 d$ x3 Y% L+ J8 J
01、样机介绍( N/ n# T; i* t0 y& G$ f- n
- w5 ^* G8 K; ^: W- k% J; R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。
( b. m- v0 h1 n C Q+ Z# @0 D, ~ k5 V$ G. @+ ^* B
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
4 L2 }. q" ^% c0 r9 DCR6890H 芯片
- ]7 @3 ^) v0 l# }" \/ ?6 @* K }0 j; f9 m/ q
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。# j5 V+ V8 w! M5 G3 V' h; U. i, ^3 b7 d
$ l' e* X) V7 q+ r7 L
特性
6 f( F+ g1 x2 a' w8 B
( p, l# X" P/ {. P较低的启动电流 (大约3μA)
. e( t% ^& @4 o$ c9 a/ n
5 V' B+ a5 S! W2 U# l+ w内置软启动减少MOSFET应力
$ j" c( Z& l9 @- k: M& D. i& t- j/ ?! N/ P% n( O
带有Peak_load 升频功能；
$ N5 h1 k6 c/ n; O% w8 M# a! O3 v( B, i9 i
CCM+PFM控制模式
/ I5 I1 g& F9 K6 H# j- w5 e0 ]
1 S2 C! {4 I( t4 i: D& E内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
' H1 A# {! o/ A: U8 M& T" ~9 v- @! ~2 x( K+ Q; v( p' P# P/ I$ y! ?
内建频率抖动功能，降低EMI$ h" x6 E& ]# { `' O" A g+ u7 X5 D
" R; @$ l7 m9 j内置65kHz开关频率
' w8 X& H1 u7 W
, a, T: W# b9 a U: d轻载降低工作频率
6 m, M8 C" Q- E5 b w+ L7 S# U; c/ V6 y/ B# u
15ms倍频模式1 o! E1 s* ?: P/ l# a+ `
/ g2 \( D3 r1 R9 U: m
可编程外置过温保护并进入latch
, I: h- e6 ^% B
6 v+ e. b6 B+ j2 AVDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch9 w) W. L# R" Z! b& O; I# D- b
9 f5 G$ D* K, G# {2 L
内置前沿消隐电路6 V0 Q0 n) B" F# u4 ~: k% X
$ x( |% i( D$ u2 Q0 m
内置输出二极管短路保护
5 W* ~/ I* n* \; V0 M$ b2 J* V# ~* S( t9 w" c& d; x, r/ G
内置过温保护并进入latch
' \8 w8 D5 Z/ O" B$ b, ]
+ p/ ]' e- `7 N6 S过载保护& M; G# k1 U; m
) K5 E0 u) t! G- V5 p' s5 [
SOT23-6L封装3 v6 D' ?& o3 U( E
) l# R& @1 Z7 ^0 Z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。
+ k: P7 r: i; h8 R" G% j' b! w8 A8 E
2 ] r* M1 g1 l4 O基本应用# y" U9 |# \, O5 F; ^
% } } ?! U2 ^6 z4 WAC/DC适配器8 i5 K$ i; h& l2 ]4 ^1 u* \
; O4 w! m! ~9 a3 D. [ B电机类适配器
; ~0 q! }" p/ ]# ]
3 z3 G4 X5 R' u( r充电器
% k# A3 P& K" M0 ^
8 p% W, m* _3 K" l存储设备电源
% P) q: P9 e% L! f. P- T/ S# s: L0 h C$ M
典型应用+ r# Y! \% ~; P6 ^1 s
8 E( i% |3 y% c& P- {
% ^7 r% }) [* O$ h0 l. f管脚排列
* i) w# |1 g3 h' [" e* P2 m; k
- B$ N+ m7 s9 f2 i: F3 p, M3 V管脚描述
" S; F J, W2 h. ^# T/ ~9 k9 r
5 o9 P# \* s0 u$ D% b- @
. ~6 s; ?2 s, P# M* w* Q3 I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。
{/ W T- F: h/ T) N6 v
/ }! C/ Z5 G( V9 t5 r# f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。
5 v, k0 I: w1 ], R, ]
8 _% D! Z) \' B/ X1 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。
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02、样机特性
$ s: @5 @8 ~- F
0 |; u2 I! j9 O. t7 \- n- o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。
h/ R8 u$ K/ o* N+ y+ V# P
, i# s9 ~% C6 V; g# j, A" k2.1、输入特性：
7 H3 p, J; w8 d5 ?; D6 U
2 u; ^# `: v; o; o8 J! T# I3 O5 L7 |4 J8 `+ D* Z. w( f8 E
2.2、输出特性(PCB END)：/ Z7 R2 y z. T9 a! T; c1 ]
% O6 K. G- q$ V, I: H/ V6 k, k
2.3、整机参数：
$ r2 |, W8 Z! `" a- l; T
* O; n$ C P1 {! e8 q- a- K2.4、保护功能测试：: }" Z( E$ N8 A+ p" Y
, G0 c1 i# U* l& D8 H: _, K& d2.5、工作环境：+ Q, l# g f6 V6 r, r; z9 O
2 X. O3 C3 p. V7 q
. Q- Y# q* t" Z9 k7 j5 p0 N& H- I6 M. Y2.6、测试仪器：: P- ?% V, v1 S; V; B
03、样机结构信息
: n- ]1 h3 R" r) C% t% C) b% ]3 _3 k% h- @- K
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。
% _; j! I2 H5 d+ O. H
# z. F! S3 Q. T/ Y3.1、电路原理图及BOM：! \# H0 v5 t0 J0 d/ H3 d- b
8 Z( G1 X% l$ A1 A- \3.1.1、原理图：
* U& _8 h0 m% o; Q! `
" ?+ \: g& q- L0 T) ~5 k { s1 O) h# n( k0 x8 d& T5 H1 h
3.1.2、元器件清单：: L% |6 D2 H: L8 B% z0 o/ x/ f
& t* m8 _/ j* z: W: {
! g c- _3 F7 Q% J3 ]4 s3.1.3、PCB 布局&布线：
. g! Z8 C9 `" u% q
# t2 t/ T+ R! `. y/ k0 \
PCB 顶层布局
$ a+ N& p6 x* y' w" ~+ x7 D& c
PCB 底层布局
) S9 O1 T* X+ `: n7 j7 Y# s# V+ I
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
: q4 a8 t' U4 D
/ Y! i1 I% {$ T3.2.1 电路示意图：
; I' X( i+ i% e3 p# i, v, b% y. V: U
3.2.2 、规格参数：# \9 F5 R9 t6 G. G9 A
5 U* L( a8 E, \* j1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；! A: l% o! P2 \2 }
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
# V- }* W- U2 f; G* k8 e3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
8 S0 |, h8 j3 c4）N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B 进线从顶部A 出线，磁芯接地；
8 G! n6 H. r4 I8 ^' t" j0 q0 t( I5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
4 C1 M9 `5 ?# N9 C+ j0 A6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；/ p6 |7 l3 Z8 q9 L1 ^1 h' {: k
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）)；
" a6 q! Q! |6 [2 \4 L8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
: w( x+ p' K5 {0 w9 [8 |4 u1 f: z9）成品要求:浸凡立水；
' J, S: X) J3 `# ` G% V
( j! b6 p6 m% B+ Z: t% Z3.2.3、变压器参数:1 {* ~& M, ^: m& x) E3 ~
! X# a( o: B, D; `. ]- f( i. p
( A+ b( e1 Q3 F6 I" y6 c9 a2 t3.2.4、变压器结构图：
. m4 f% f3 j" I; k V0 J; c5 `9 d9 `3 O2 G9 _ d$ h
04、性能测评3 z7 M0 ]/ K9 B' J v/ K( M6 b
: A' w% V* P+ Y" ^( C% H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。
6 _* r$ \+ |0 V2 Z# h5 F- d% r9 n9 [. ^! x- b
4.1、输入特性：" ~ r. ]4 U7 V x1 U7 H( Q" T
~, S- s2 N& F6 G n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。9 T/ |! p$ c2 n6 t2 x4 V
$ q* T- B2 K5 e表1 待机功耗
/ T* _: g1 x$ _ C6 i
. L4 O* I4 c0 g5 X) U表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
, K4 e& J# e/ ?! m+ w, g6 f& {8 J: B3 |
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）1 m) U: \9 \% Y0 b0 O
K0 u% |, {6 {表4 效率测试（PCB END）
/ p1 \7 g" n# N3 r& k. A* B4 D6 U+ F' x; A
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）3 v+ g) r3 g0 C( e4 |! D& E
* S0 G/ y5 i9 Y9 S7 H+ |) F
4.2、输出特性：0 s0 ^& O Z Y3 Y+ \2 X
; V5 u# X' Y$ c# c
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
7 l% `6 m1 k6 H" k9 E; V2 b& k( E5 E9 F k. s0 S
/ Z O7 `0 G! [: s: I6 p
4.2.2、输出电压纹波：
E' @7 w4 {8 D* I
5 e; d+ T9 U5 u. f2 @1 W. b2 \$ N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。
9 {0 S6 f! R: h) m: ?4 ]
) P8 \. A9 ^+ l q0 R7 `6 S
* [; r' A; N. K
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
7 }5 t, l, ]: F5 Q0 w. o$ T
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
& A% K+ E) S4 `
R&N @ AC264V/50Hz,No Load " t4 j6 i4 i% f: n9 M
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load 4 a, N: }5 G5 m, s) N4 X, R
4.3、保护功能：
: P2 [5 V5 A: w7 M, j' z2 I9 P1 B& \1 B" ~; z9 @6 @. `5 j
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
" i. S, E4 K6 M' o! l) h' Q0 b: B$ M/ Z
4.3.1、过流保护：
9 U6 k. b- }0 c2 ^" r
; m" Q5 U9 P" T0 o/ ]+ C8 t* ]
$ i- U3 G9 _, A. i5 n4.3.2、短路保护：
5 f9 x0 M% D9 \ ^( o! m1 A0 q! O! ~- M; E3 f2 O* Y5 J
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。 `+ ]/ _! A/ A, X: S& q# l
2 h( i$ |# t+ g
# x& a) r$ Y4 o2 I" l
4.3.3、Peak_load 功能测试：+ Z7 \2 e6 `8 A9 U- g3 K) c' B1 F1 f
, l4 b r! M" g
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。& @, |+ _" ]0 R7 W/ j5 x9 B
& G, P7 ^" c+ }
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V ) H; e* E! Z! I. t$ n- @; l) Y
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ : w8 P5 \! C0 q8 z/ C. g
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
2 |/ o, H* E X& [
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ 1 k E* r8 S( i
4.4、动态测试：
- c/ H; {' v, I" H, t: N/ I: ]2 C' q E
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)1 G. q& B* {2 A, }, Z7 K5 x
. V8 t0 i5 Q' C" \' O
AC90V_5ms
AC90V_10ms / y3 y$ r0 r8 l1 q/ S4 t& D
AC264V_5ms , A. r7 I+ C" d7 [9 S* a
AC264V_10ms & G1 j9 @$ s7 e u' l$ @+ r- S
4.5、系统延时时间测试：
2 s) B1 `! ?8 W: q- z+ Z
9 m; t, p; [5 M4 P% x9 c
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
$ o6 C7 u8 @3 I' a; N- w! p
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
3 k5 {5 f9 r- I9 t1 y$ g% }+ [
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 6 D! b2 ^6 x8 D1 A; @
THOLD_UP @ AC240V，100% Load , F, X1 A+ t$ I4 Y0 K( L
4.6、其它重要波形测试：0 s" B6 I$ Y" o) s! A
/ @, C4 d* a' C
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 ' l6 w x p6 b J( u' m
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 + l" Q* x: d' l1 U) ~4 t# y* H
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 1 T& |6 h- F6 j, U& d9 p
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 6 x! ?, V4 K, `( _4 @8 z% Y
05、温升测试
) m0 ?0 }# Z7 h3 h1 n3 j8 S4 Q% z
) }; j& a1 O, l9 e: C测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。. j, e l! M5 T: F- x0 R
- }$ a* o7 n( W; ^, ^, I( ?" s$ d- _( N3 |* i; u
06、EMI 评估测试5 Q |. w5 r8 [ |% [
1 R9 S* y( l5 `4 F: A* J+ M j# v
测试条件：7 x! B; M# }* y5 w+ u
. |6 }7 f! v4 x" w. f$ y) `- L
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；; K% i- \* @+ ]/ t6 {. Q
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）: G# C' |% c% n- N6 C) m0 `& E
K& G+ l5 E2 R0 @. m
AC115V 传导L 相 Q6 a9 T z; p6 n
AC115V 传导N 相 9 d$ l9 _1 n0 P
AC230V 传导L 相 * z- @1 p4 a% p! `+ \& q' B5 A* i0 k
AC230V 传导N 相
9 D" e# O/ g% t3 a8 f+ v
AC115V 辐射
: a4 z: ]4 @1 m4 j+ 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