本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 . b( s" z( s& b- ^+ T
B& \% e( s% V2 ]/ ]! k
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。5 n/ _: T0 q' [
8 u( e# I% N+ _1 u+ d
01、样机介绍
* I' r1 e6 ?, B7 ~. I% H9 a3 ~( G; M
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。/ c9 V! u3 P, `6 I6 K
: a7 L$ T# b# V% s8 t! H5 T
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 8 r9 F. t5 ]: Y0 h9 { W7 i' P+ k
CR6890H 芯片 l, c9 n7 G4 H+ `' k0 }7 b
q$ p8 m; T5 h$ Q2 y1 {3 R h, VCR6890H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。1 }# a1 c9 }- [4 W' h/ Y- E
3 f8 X) x& R4 t/ K* f8 h特性
/ O. t6 r S3 O, @# w
' d$ u8 J2 B, v4 M/ z较低的启动电流 (大约3μA)
1 B- m3 u3 v+ [/ F5 v5 H, k6 O) m: X' B1 W
内置软启动减少MOSFET应力
! `$ {: `0 B D4 k( S* x" s. I
/ B% e% x' B; U* R带有Peak_load 升频功能；
- ]5 j7 w# r0 \4 Q0 w$ n; j7 `
6 I" X* u0 }0 b! D) ICCM+PFM控制模式3 j- Z2 t0 z3 F( o0 D# N$ l
& y* k2 {3 m: i$ E; k; X内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
9 C& g0 q3 D8 t ] [8 @" W/ y0 t1 G
内建频率抖动功能，降低EMI' B0 c0 M7 f5 ^
8 l5 C& Y' A6 {9 g内置65kHz开关频率
' v0 a& t! ^1 K5 O ~; E" U# s! M; w& o9 y. g% m! q
轻载降低工作频率0 m& [" u" K+ H+ {/ Y
$ o( p' {$ J$ C$ m2 m0 X w. j15ms倍频模式
8 F" k- F H- i: K3 k- O% U7 ~$ Y) a8 R% w; O* \
可编程外置过温保护并进入latch" t) W0 L" @, t
3 E4 n4 h( Q/ ]3 t' g* {5 Q% a
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
& B( R S( ~8 E @% n
5 K o& Y }5 R$ l" K3 V内置前沿消隐电路" [; |* X) _4 D6 j
1 V$ D, ~& n' F内置输出二极管短路保护
7 U; C8 F [& Q, V% m/ S5 N: R& n" o5 g& g3 }
内置过温保护并进入latch
' x, s) r& Z( `' I8 |0 R4 L: j5 ?7 A
过载保护( _/ H. ]% ^+ Z9 e4 s3 z' L
8 D: B# i( M9 j! \% `6 RSOT23-6L封装( t: F" h) a: ]$ j- l
2 B$ d- {; B% K+ j1 W+ [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。
) V, @3 B( K/ P$ f9 N& @ R8 _" a8 e
基本应用: p0 J$ {2 K; V
2 |8 m1 b2 B# X8 j2 NAC/DC适配器 v! U0 w: c" |7 s- ^: ]& p1 v# b
. M) ]* q4 H9 `电机类适配器
. M& e) g9 b4 p! o
+ u# h' Z4 W, t. F充电器5 I% R" r) p8 O1 B' v. O, }
' j; h! g. ~+ [, V& { M, X, X0 x
存储设备电源5 p" l8 s! d- I8 @( n1 d
# c; P6 |6 h1 ?: S) n
典型应用
) a! Y; y6 a9 X& ?* E5 i& a2 w k. w$ K4 g K
& e& y1 @3 q2 b& y5 a1 W$ @, b
管脚排列
) f9 A/ q$ z4 O4 L- f- q+ X5 W
# A! I. x, G% e$ p8 N4 A; b7 v4 e管脚描述
9 e7 }: C* N1 S [5 L3 X& `7 A* u: P8 o4 B3 ~9 e
# w- r8 R' [* [( _! ^' v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。
# [* B0 s( `- I7 p% M4 ^" h4 f: v7 {: m" b) l# m5 o$ I6 [
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 I7 |- A7 Z N T; `& U
6 ~6 |+ A' E! E( {+ M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。
|0 s- v, d) Y, D: ~! Z! y t, ~) w/ }$ ^' G. L' H. s% O6 v
02、样机特性4 z) p9 w: Z' P+ i/ C+ Q) }& a
$ \& q: z Z2 f. _5 d+ K% E
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。, Y$ @5 C" F9 x# p3 c
( j6 w# u/ l/ Z9 b
2.1、输入特性：
+ m6 b. F. ]* c2 x5 R$ B% l$ R$ e8 K F% t7 b6 I) S
$ r+ U0 }, w9 ?2.2、输出特性(PCB END)：
$ b* j$ D7 y# `9 D( G4 _
" P& Q6 a% c, k
4 ?/ ?; e% q% N$ j2 ^4 Y2.3、整机参数：. r( y$ {0 P# R5 K( O
* w7 p* x: w% |4 ]2 ]$ W4 T2.4、保护功能测试：. q6 `4 K- C) j0 y; v
5 e) |4 E) q6 N1 f7 p+ g. O2.5、工作环境：2 f( G) q* Z' J. B
, y7 T2 f( ?5 N( ?1 z8 p& U, l4 |+ q6 Y0 k
2.6、测试仪器：
8 Y+ Q7 z1 W. b( i03、样机结构信息
4 `% |' F. B1 m! g* S# q) F' h* H& c
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。/ {- y0 L7 b" g" P1 M! L7 i( F! s
6 N' @6 ~! X% p; {5 F4 ]2 t. p
3.1、电路原理图及BOM：
0 Y8 _7 A& E# r" @( ?' {+ p8 B: X& E/ p- ^. }
3.1.1、原理图：0 [4 e# |$ _+ M: W; v$ K H2 H
1 s7 t/ r2 i6 ]
- _9 _0 M5 [ J/ C3 r s$ K3.1.2、元器件清单：2 j1 Z. w& V2 j9 h* @' M) r& T4 t
|, p9 r8 M9 ?* h
2 S7 `* H2 g5 p' {; M2 s
3.1.3、PCB 布局&布线：2 G: {7 a; s+ E+ e+ c
. l3 d. ~2 u3 K* d1 z# R$ y' |
PCB 顶层布局
9 v- n- G" x+ w3 X
PCB 底层布局
" h4 ?- O. f5 ]( d! f; P/ C
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
. `# h' l* c/ S
# l8 {+ k1 c7 Z3.2.1 电路示意图：; `! d* u9 [; K5 \. Y) [
7 C. O$ S8 Z- d" ?" P6 t# k9 H
3.2.2 、规格参数：
# i& o/ L5 |* [; y+ d3 U1 n' D+ H* J( s+ h% {5 h; B$ U
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；# l" d9 u& ^5 e& X& I
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
" w6 m! s; c* K) ]3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；1 H2 A, _0 w* [
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；
* k& U4 l% q- X) l; j/ h N) r5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；+ t3 H4 m6 j, ^# v! a9 I v
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；5 Y7 R) T( @- z1 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）)；
& d/ g/ D' M: M* ~& P% o. T* L8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
, \$ I/ j1 \6 d4 E0 X, o9）成品要求:浸凡立水；
7 e O' f9 F g @- [# q' r6 h3 \: W- a3 e; ~
3.2.3、变压器参数:' e m# n' K& |/ [: q9 L; g) d
% h( P% P( c) j
. G' I# T0 \9 b- b
3.2.4、变压器结构图：
2 B6 f, o, C+ a; d5 r6 S* |/ o4 t# B; R. R7 } [$ i
04、性能测评- W1 M9 M- r' k2 v
* U# z: U; D" W0 {; z R5 J. I
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。
0 v0 B' K2 w1 v( L/ y3 U- } }" U: z' d! z! u& z1 d( t
4.1、输入特性：
( l# d( Z( Q3 c2 O$ S1 M
% [. s& [+ \% V4 _& D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。" J9 g j) F ^2 H3 C6 ]# F+ H i
4 ^8 N! }% s6 `+ w
表1 待机功耗
! y4 E: e5 K8 D$ Z1 }' R
7 H2 ?6 T+ p% `9 W! _表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
7 `& {& H3 C* ^ \& i5 |7 J7 Y$ \4 `5 k* P* C: R# G
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
5 _% X; z# p; i2 o
# V8 {$ N1 M* P, F表4 效率测试（PCB END）$ k% u& Z% B8 a! O* C3 m8 z! O7 d% b
' q* F5 N9 _3 Z: i% u& I
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）. a# h: F8 c1 U
1 h" i) ^- j4 }" Z! y: c" K' q4.2、输出特性：
. z! @; s) d6 _: y0 x7 Y- c3 `' \% |/ @9 n9 e' O/ [9 a4 R! j/ f5 J& e
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
6 x7 u" ?- T3 t- Y8 L4 Y$ H, q; C) Y( n6 _1 C5 g: G! N' C6 K" B, I$ ?3 V+ p
8 S' ` ~# _6 P6 g, P) g& M4.2.2、输出电压纹波：; o! Q3 g7 B5 s, G: W
$ K# k+ J! L, I4 R4 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。
$ I u$ }9 {- f
, Z/ Q, E1 N( U8 U
* F4 q2 I( a$ ?( T7 N! u& [
R&N @ AC90V/60Hz,No Load + g% }& ^5 C) F1 v& u) o
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load , A; l" s- ?, @" e- ^: @
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
7 F2 D2 ~5 a$ S1 O q, C
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load 4 o; O/ t- A! ~, n t
4.3、保护功能：, b, n: W, N3 ]; S. Z
1 x$ b# }8 e7 G3 @! \! F Y以下涉及过流保护、短路保护的测试。! h+ l: S m& Q Q4 r' {
8 w2 l) z$ A2 J& v: J* I4.3.1、过流保护：" }6 y& Z( a8 V/ ]5 m0 g, Y
. F7 w/ \& `3 [0 e( v- P5 ?1 B" z/ p0 l
4.3.2、短路保护：; E9 i+ y$ s6 M" I& W" A! e
$ o K. `% D! R& Y2 Q* M6 E功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
9 [2 @2 u8 b; U. @ ]. g' t' U8 a, P; b! N& k( e1 k) R1 v
; \1 r1 @# `& E0 T, X4.3.3、Peak_load 功能测试：
* G- X6 Y4 A; u' p
' c6 I7 e0 Q8 {& h0 X4 Z# 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。, \/ b6 L3 K2 q! N
6 g7 N. v. _/ Y" b' C7 \
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V 9 g/ ~2 { } H
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ 8 `" B$ Y' `2 [1 R( R+ N
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V [% L. r6 X. s9 L+ S
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ 0 |8 K( h1 Q! U0 u/ n( [
4.4、动态测试：
* S: b- { |) q J
- U7 Q# |4 L/ ^+ P0 ], z6 f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)9 @# ?* B; P! }
# O/ k3 _" B1 {3 i/ J; k' i
AC90V_5ms
AC90V_10ms ) t2 n! K: I8 K" }2 t, B
AC264V_5ms
( \. L5 b" d+ w1 b+ P
AC264V_10ms 6 x$ \2 Y* K0 j
4.5、系统延时时间测试：# S- v* j6 Z: K S1 L; N) S
- C) V- Z1 P' F q5 Y
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
3 q0 D( }1 P+ ` F% I }
TON_DELAY @ AC240V，100% Load # F7 W1 R# B% N. V f$ W# s
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 7 n$ d+ _2 ^6 M4 B F& X* y
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
$ e( h9 j3 h4 R2 ^* o4.6、其它重要波形测试：
2 L( o- A0 ~0 o- I8 o& K, n8 Z% l
& J# i/ Z/ L. _. A
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
5 @; G/ E/ c9 C* A" ^, m
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 ! f$ ?/ o$ S9 L( e# M
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
, w: b4 G* K( N$ ?) l& D
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
, b( {1 o6 [ K; Z! r# I05、温升测试
2 K6 ^8 f, D1 W- ~
# S8 g" o. o0 }" ]' S测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
# |- ^2 U/ X+ x e a) a4 v5 J+ [
X2 J* J+ W* t, V
06、EMI 评估测试) `, K* D9 L$ m2 ? a! l; O
7 k6 \. t: E4 S% k$ r, i测试条件：
7 H, C9 N6 N+ N# \5 E% J* n( \! ]4 ]. Q6 ?$ Z8 l) X4 w' ^
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
+ `. }. D& r1 c" Z限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）" H+ ?) b: ] v8 O7 W
) |& u+ _( X9 p) c* m
AC115V 传导L 相
& [' C. h3 Z; E( p% a) w' D; ?+ p* H
AC115V 传导N 相 + o( i8 n D1 q& v! _) u1 _
AC230V 传导L 相 ( C5 n# B3 I' b2 [1 p" T
AC230V 传导N 相 / s1 ]2 ?" y% y6 C$ w
AC115V 辐射 0 J: {( |" [7 ~! m) L
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