本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 " C$ _- y5 t7 u" \8 _' }1 J9 V* }
1 |7 Z e. s9 ^
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。
, D+ c$ A x9 N! j9 M D; P5 C1 E* v/ s1 m1 s* c5 `+ b1 S+ k: |
01、样机介绍
) w# D% y0 o5 v
" ~7 x7 P- Z' M8 ^2 {9 t6 T& J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。* m4 N4 b/ d9 V
) h* U0 z' ]1 _* `* n8 K& J
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
+ r" X3 o* Y. b3 O- k! [CR6890H 芯片- A/ p d1 x9 |) b% n& V! z4 P/ X) ]& g
" c6 _, |: J" d1 X z( x% ^% lCR6890H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。
* j2 A+ v5 a3 H$ L# B6 a. Q+ @/ w
特性# R6 r1 b. S0 U1 b$ K. D# P5 @: c
6 i5 z9 Q2 g: c* q较低的启动电流 (大约3μA)
! c) l7 l( X$ [! c
, G T/ W: k |6 G& R/ p" W$ V内置软启动减少MOSFET应力
, b6 f! ] y% `8 Z; N+ [9 Y7 p0 w+ P/ J, d. }6 h
带有Peak_load 升频功能；
) O$ H0 |3 e0 c+ U1 }& K' r2 m* {4 o3 `2 K2 G; y, z9 ]
CCM+PFM控制模式/ c4 j3 S/ k0 i @7 I) `
3 N" m; W' S9 ~$ _( Y
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡/ P; G5 c* C; N' n W
/ m* F5 G* I0 i3 @
内建频率抖动功能，降低EMI/ K1 }+ T4 @7 C- Q
% \' w+ u6 ^, j5 n
内置65kHz开关频率, A+ S$ b& m( s0 i' P
; y% ]- K& D% U- s- r B( |: _轻载降低工作频率
% z& T4 q/ |3 G2 x
3 k2 R- H; [8 ?% I) r15ms倍频模式
8 \: t6 [. M( t, T6 o; T+ D% ~2 r5 c+ ~
可编程外置过温保护并进入latch
5 C3 p ?" U, o7 h, ?9 [( Q5 h0 O; k6 n! }0 E+ r6 [3 z4 \1 b; M
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch; }+ A2 U2 x% x
2 `& a% D! H3 S4 r
内置前沿消隐电路! @: F1 g9 d: V2 g: ]( k
2 ?( z2 @% x3 U* q) @
内置输出二极管短路保护3 d) j5 ]# m, e2 m( Z3 e, h
' x5 b( N% a1 N
内置过温保护并进入latch
5 | D2 v( Y, |3 S! h1 M* U; N5 X, R3 F
过载保护
) Q* E* D4 I9 Q$ {$ A7 Z( x2 O3 N4 k; _' _
SOT23-6L封装" h9 ]6 e( j7 i; I+ ^$ q8 g/ T; \
( Q& F# \7 L7 T
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。
! |3 n* O! J" l) R. A
9 I) |/ w4 q/ H- J3 R+ o基本应用
1 ]. h( n/ a- n Z" E+ {! }3 F
; Q& Z- ?/ X7 h1 S% M B6 H- oAC/DC适配器
8 I, p! `( x) q# w3 z
+ X! N8 l5 O3 G0 Y2 ?电机类适配器
# N6 p; g0 J' q1 R9 a, [; M: \2 U' |. U
充电器
4 n: o% r) d$ a6 @) e
7 f. K" Y% I3 O" ~存储设备电源
) T' T1 x- M2 p5 L! A. _- f$ A/ `
典型应用/ u( E* u/ ^/ x/ E( d; l
8 A" H+ |" A- T! k9 I/ l! T9 p) Z) i/ d" k6 Q J4 M
管脚排列
6 I- d9 D* P. m4 @9 j, L0 u
2 v& |8 f k; ], k% \5 K, W7 X! M管脚描述
8 F$ P+ ^. ]9 @& S: l! v* y+ o" V3 V- {, y/ R0 m- L- U. {
+ x; k+ d8 p: H8 `5 v9 S0 @3 d! w
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。
( \, d7 o0 `; Q5 @9 }+ q* i* V. }$ v/ L
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。
, ~: A. }3 N- i! C
. k6 E3 ?, P1 H3 u1 Q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。
! p# i( o( Q5 z& p- ~' K- S
/ D6 Y( w; c7 H5 [02、样机特性; n& K" h8 d6 B+ {/ a: r
" \* _1 _) P) T
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。9 q: [' _7 W% j3 B1 I) W% b+ X
; q9 G/ S1 j; N8 w6 V$ I# P# r: p
2.1、输入特性：# e7 L/ { i" [0 A( J( B
& @$ y. J9 h' Z) j' y7 h% w* a( V& ]; o0 D
2.2、输出特性(PCB END)：
. k# {+ }# r O; x2 E6 s) Q3 M
C4 @& H' d4 u! [1 ~
& ?9 Z0 |; o! w! ]% x2.3、整机参数：
. G1 O: i1 ?# i: P3 J
' v# p& A/ i& L( M2.4、保护功能测试：
9 C* q& K4 r- w7 A" U" o: ?2 _, \' g& c* {2 j/ H
2.5、工作环境：7 l- @: c* ?& B9 ~
: ^% @ X6 h8 [
) |9 b- S# h N7 L \# z2.6、测试仪器：
2 {' i+ c; i! z* l03、样机结构信息
2 A7 |% S; n# ~' M) M$ X r5 P' ^. k/ e, |* K' t7 s
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。
( S7 y6 [( ]: t) x- P6 L( ~
8 `/ B3 H! t" N u4 w3.1、电路原理图及BOM：! Y1 h& I) P1 _9 V! s8 U# s
" T5 l1 F) g- t9 o( u1 R6 b. i
3.1.1、原理图：
$ ^, p% v; B. F- o, W5 x: _( Z$ K$ E2 I( {
: ?& i( \9 `2 A# X: z0 h$ ^: x
3.1.2、元器件清单：
. ~) v9 h6 Q u& o1 l) t. H9 Q4 E: w! k
7 [' r& u2 D$ f
3.1.3、PCB 布局&布线：
( B2 {; m. r' l! u4 ]2 p x3 v$ ]6 e: h/ b/ M8 H* z1 l
PCB 顶层布局 6 U: g! f% C- s/ {, z" ?: E
PCB 底层布局
- N" ?- C; I8 F+ v, Z
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
# a; H7 G3 o; k4 U% l3 z9 H1 Y7 U9 C: R- }. R
3.2.1 电路示意图：
' [' s* L4 j3 J+ R4 U0 [* l; \; D( C s! @5 Y
3.2.2 、规格参数：: M, M' p8 u! u: z* H/ L' w% J
6 l+ @+ o, m+ X8 b: F
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；" ^: }0 K0 j7 k
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
4 ~/ P- O2 C7 Y, z8 A+ r1 S3 D3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
( F* T, J+ P! J/ `* Z1 u. i4）N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B 进线从顶部A 出线，磁芯接地；+ S4 i' j5 m$ [! H* B2 _
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；- E" v& c$ D. F! X8 T3 J1 F1 J8 F
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；/ `$ E" @( {% n1 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）)；
' ~: @: ~% Q- L: y- E1 L8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；) f" [2 Z6 D" b$ C
9）成品要求:浸凡立水；* e. P+ V/ }# [5 R# G3 c/ F
# p$ [$ J9 g' H* Z4 A3.2.3、变压器参数:
& N, v& {$ _5 W/ R
1 e- v5 F- c7 H1 R y) |% E$ b6 u' J! A7 S. c
3.2.4、变压器结构图：
/ _- h6 K4 N# B! F& d
3 j7 q' \; H( B5 M0 u04、性能测评2 u' x8 [. z2 }
- U9 J: q4 _) Q5 p% P ^; B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. ]) A& c+ O7 C2 }! ^6 w
$ C- e/ P# ?$ m4.1、输入特性：, q# T! y- v0 P3 Y1 f9 A+ x
* H: `- k* ^! E# M0 [% 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。6 \) D* `4 N- q) H5 n
. p3 a; y& S" t6 g q- E表1 待机功耗
8 u* I# p: S0 X" Q* U6 X+ }& ?* i) |
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
) Y/ C! W9 p3 s6 k7 `( z6 d' E
+ u8 K9 s7 P# t% a% G表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
" J) a _9 ]! b& e3 Q4 k
. C: y2 Z& W& d+ T7 Z表4 效率测试（PCB END）
" h% c; n. c) G0 b6 Q. I2 D! {) v" G; t: F# `, n# d* L
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）- @$ E* |" N! r# \; h
6 q3 w" B( I9 q! P7 |- F
4.2、输出特性：' K5 V1 l0 N/ f+ @' \
7 {1 u9 N/ ]- t# F5 h6 v
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）$ K7 t( f. W4 R+ }1 i8 Y, @. d" z
2 P. C; S5 s* L, b8 y, b+ f
+ \( m5 C' f" M0 \: B4.2.2、输出电压纹波：( {# M9 b: H3 T: G& L
# N& |% O' ?4 \2 E; Q4 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 _8 j3 o" W: b0 G9 `; F
4 k% o/ R9 p, E/ Y5 q9 O- K
) ?6 o0 i7 P4 ?$ k
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
- j% [" n) r/ e$ J
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load / [1 B6 A8 M* x) n' P
R&N @ AC264V/50Hz,No Load - ^" F' q: J8 [ M8 W, x$ J. X
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load 6 w: q5 b% |& H
4.3、保护功能：' A2 N9 ^$ k5 Z
. t$ w7 k" ]# l9 q9 m以下涉及过流保护、短路保护的测试。
, [+ i# ~" |2 R7 V; ?( s* N, v6 I/ V) p" X% z0 x: _9 {
4.3.1、过流保护：
& p) R" d3 O: T: @9 T4 c. \7 h
! {1 E" C1 c1 \2 b
) @8 o" J* ]3 S0 I, C4.3.2、短路保护：
: ` I! ?! K1 W# |/ K
3 I0 ]" f s* z, l4 J+ q功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
( o1 @) \4 a+ H, x3 h' T# z5 K; I$ z# b# [
R3 o1 q9 i4 a( [" ]
4.3.3、Peak_load 功能测试：% x% B; D% e6 I6 u- k$ i" x
& q9 F2 p" k2 t! V
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。
+ _$ |( q. D, x. S' y& W9 ]1 @4 B0 ]& Q0 i( A, U) O9 N
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V " H& Q+ z/ @0 p. L, S# e! v
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ , a. j2 }1 ~3 b7 ]/ Q" T0 ]6 f
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
. ` P# G" u8 f+ M; @' [. m
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
n/ k! H/ {+ ]4.4、动态测试：
8 k, `8 n1 H7 O. k. w# U
+ ^# x. O+ A$ B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)
$ v! R g3 O1 q- W5 q8 E; T1 f4 r2 A7 K) N$ O* \; \! h( {0 w
AC90V_5ms
AC90V_10ms + E5 P7 a& ]6 X& `3 r# d1 Z
AC264V_5ms
: h+ V3 o$ v: o
AC264V_10ms
, n0 g3 I8 j% U9 ~1 F( h- l% O3 b) M4.5、系统延时时间测试： G7 H. D2 Q% { K! |; K" b/ F' N
" v& m9 q* E1 c
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
% x- b7 L, E( B' g7 [6 \
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
% b6 {! R: r3 p1 H9 i
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 5 i. t" W6 }6 y* Y" F! x7 q
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
5 B6 O: P6 r. ]& x% f4 s, x4.6、其它重要波形测试：, a9 `% u( @2 |# V ~$ D ]
1 U$ N4 _5 q7 \; V7 [
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 6 l2 {/ n# Q( R2 d& s3 J2 O
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 6 y0 O+ i1 y1 L6 L0 N/ g
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
8 u6 ?& e; @2 ?( ~
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 . J: G1 A3 z! w& {- D
05、温升测试
: R6 m/ S" T8 L* r# i: P
& b7 [% Z- n' w; G: e* t2 [测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
+ O( p& w7 B" T% y' a" P) v; T. w
h7 _8 g; E1 b! M2 K
! H6 e, a u% L% b06、EMI 评估测试, d. \+ @3 Q3 E8 @0 k
+ H: H# e3 i |, K3 {7 U; ^4 A测试条件：2 a$ B* H4 J4 s
; Z6 X" M. i+ i8 G" B/ N
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
% N& ^' Y) H& c, Z限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）" M# m* C) e" S+ W; G* Y- C
- u% B4 B5 U o+ z7 D4 M$ p# e
AC115V 传导L 相 l; W) |; B5 @. E9 s+ n
AC115V 传导N 相 ) T' b. @( j& j$ v. M& [
AC230V 传导L 相 & I2 p" {8 c, i' O* K. b L
AC230V 传导N 相 0 ~ z' ` g# z, s7 j! Q% M G) D
AC115V 辐射
1 C7 q2 s& x6 v' b) |
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