本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
" D( _/ d( u5 ~" w0 O9 i* u
1 a/ C/ N7 n8 ]) V1 q& B# l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。
$ X3 k* H3 q( ]* s# [% g2 y9 M, `$ ]2 k" F
01、样机介绍& R3 j1 d: }% D! U0 a2 P
3 k. V" o% D# e% Q W. d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。
6 N8 e" ]: J1 f% e% }- V: p8 Z# ]! X
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 2 f& O9 X9 `8 `+ o2 w8 t, C1 n
CR6890H 芯片
/ A1 f2 L) P: y# O7 W9 I, e, k5 S$ m2 _7 y! F2 A
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。5 o0 `3 H$ e) `1 Z e+ f
0 Q( \7 z: I: `9 o特性 F- N" G6 e# Y4 f+ U5 Q; f) W
: P% i8 v4 b6 G# m5 [& J. n较低的启动电流 (大约3μA)9 U8 g6 w- g+ c6 M4 v
% q& W( h$ b/ e, b' a: ~ m
内置软启动减少MOSFET应力
+ c# L1 }4 H4 v# G( O2 L2 @. W( K, G0 [5 W
带有Peak_load 升频功能；
' t9 L' Y, y' Y, W7 }" _! G
3 K: r( J% C8 ~0 VCCM+PFM控制模式
/ U1 J- R( B5 D( b$ n7 {* s
( |5 V5 s% P# o) Z4 c内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡- H2 |, e/ P6 p' D, i; K2 j9 m
2 D2 o0 r- O3 \0 I内建频率抖动功能，降低EMI# \5 G; }) t$ O) m$ M
; m0 X- m- M1 ^5 }5 `4 ?2 D8 u内置65kHz开关频率, E: W5 |) G. j! \1 z# |! H2 U( n1 C
' Q. p* V7 X+ o6 K* h( Q: E# o' m
轻载降低工作频率
0 I! R" w8 A( l4 k- g; [3 t1 c8 @) L1 q) X' o' \4 W
15ms倍频模式+ ?' I" ^: y6 K2 U, }, M F
G1 G) k8 x& b+ ]* _可编程外置过温保护并进入latch
. w6 I" D/ j4 G! e" W3 r' s
. g4 p+ h3 \& sVDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch% }( ^& V$ B- ~
$ K& _7 d8 s3 ~$ ~/ Q内置前沿消隐电路
0 b# z: X7 p4 P0 Y" _* x
, r# Z# q( H9 q7 Q/ p; L2 @内置输出二极管短路保护
. t1 a% R+ a" ^
0 s# i' Q& N+ a+ K6 E内置过温保护并进入latch; i0 K# n" }% o
1 @: v6 c+ M& u! c# e
过载保护
' X0 U. U+ M) @, V; c" E& `& S* |4 M
SOT23-6L封装
$ d* o$ \$ A8 F8 i* q1 e) f
: p x- Y. I) m+ F0 x4 @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。
, D" E5 Y# b" y, V' {! Y- D" z- }2 l. ]
基本应用
3 l# o) A! l: h6 X! ~6 Q' c8 J( Z N- B3 {4 ~
AC/DC适配器' w, m3 b. u- n
* A, l2 N' P$ T- K# H
电机类适配器
! z8 |4 R5 h, p1 O% @3 l$ Y5 k% i+ q! D7 N9 k2 q- Q' w
充电器$ g8 M: X3 B! R. ]5 ?) O9 U7 N2 V
5 e/ P( Y. v0 G/ X4 T# E+ L
存储设备电源
4 C: F% n) l# E' X6 `, e& F
" b4 S' w! v1 ~. X# q* d# C2 L典型应用
* D7 l* r9 K/ L0 ?) V, l2 o5 o! A2 G& L+ v" D% z
" y! f4 a! p7 M# t y( @& d) k管脚排列
3 z% i5 ^( C/ j2 r6 X, m" b7 f ^) c( H. G! Y
管脚描述 \4 B7 l5 s! ?: x$ V3 f
# p/ o* M% k9 R2 H- P' y
) {) K0 @/ k. J. |; I7 l5 ]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。
% x0 e5 @! g, b/ P- e2 j1 R6 d+ ?& r. P7 L( 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。
8 J; n+ p+ u3 {6 r# M, v% p' @' d+ H" ~- @" Q2 @* ?: c2 Q" X+ U1 i
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。: U* L- z, I/ z$ N: V# L
$ D6 ^9 l V" a" O2 U
02、样机特性& R& W0 R3 Z3 ^) Q3 }+ h" W9 m
1 S! D' l" ]* b
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。! [: e/ W6 B5 D6 I$ s5 ?% X6 Q
" g2 g6 W% e7 x9 i2 a& w2 p. p2.1、输入特性：2 a0 R1 ]. u. Q5 q: Y* R* m
- {6 P9 |5 N1 i* ~
2 J# j/ x9 K0 \ c5 Z+ ]2.2、输出特性(PCB END)：
7 s* x/ S; g& X4 v- v6 K* `+ q+ r( `
3 ^" }& {8 V7 a5 m& t, T ?2.3、整机参数：) S( X7 i6 y' k1 ^5 P
6 C5 Z( G6 K6 B, ~6 Q2.4、保护功能测试：8 r3 o. N- c, F
& ?. ?/ ~4 o4 J& l: Y, d# \9 l' l, }& J2.5、工作环境：
6 x* H, H% ?0 A3 w9 Q; q& [0 [' G( m4 o+ c! O: P) i
/ @$ z% X) h }/ v; t. Z2.6、测试仪器：1 ~% s; J5 b' }# H* r
03、样机结构信息5 m7 ~ ~0 X. a( F0 k& g
& T5 t! [: H) |9 r4 G' o5 i! ]
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。& {8 L* Y7 f3 Z, S5 o+ {
3 U9 j5 |* G a- r |$ b2 U
3.1、电路原理图及BOM：
7 A: n8 K$ V2 `0 G x4 j+ v& x V8 o/ ^& u. R; @
3.1.1、原理图： s7 B4 ]: Y/ ?& N$ E ?- X
6 j) w- H, `0 Z+ s$ H$ D# W' m) S8 S" T
3.1.2、元器件清单：/ v+ `! a% l- m; r
6 S: h1 ?" \$ j ?
1 G% U" Y/ C; ~3.1.3、PCB 布局&布线：+ `5 }7 g& t7 V) Q( ~4 \) |
% N+ Z7 Q$ J' |% n5 }
PCB 顶层布局
; q# [$ d8 D2 i7 {2 F6 ?3 c
PCB 底层布局
/ L* n+ I& M9 c" J5 |0 w b* Y
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
! ?" N* o1 X( B
' ]7 F9 W$ ~( ^( d3.2.1 电路示意图：
( M2 N4 W" g/ Y! g9 W$ ~4 M7 m3 {' W8 q* A/ @; J' W. n O
3.2.2 、规格参数：
+ Q+ I5 z' X' Q/ Y* b" v
, h% F' C, ~- O4 z# O$ S. t1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；- m6 F. |; f) e1 |
2）材质：TDK PC40 或同等材质；2 Q/ U" M$ M9 a- C
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；8 \; n! ^- s2 |* N- p3 T
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；
( L+ [1 |! I+ B" w0 v* @0 f5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
$ L* R8 H+ J: H. V0 U) ?. O/ G- Z6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）； K1 s' i" d! v# g2 O+ ~
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）)；
8 b6 D( ^; g9 |8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；; p4 ~6 T# h" A- D- @0 [6 \
9）成品要求:浸凡立水；
; [1 l. B, K& u3 h' q1 `
3 b2 i, d* o7 _3 p; R/ s( ?3.2.3、变压器参数:) X7 g7 w$ L$ z1 J9 F6 o
6 V& J& x) r K! \1 c3 |, t5 q! Y$ r7 K7 O3 i% e* H C2 d
3.2.4、变压器结构图：
2 P2 I3 q0 A6 s2 D
6 ~' C y7 y; f X) K04、性能测评
' o, K8 k* ]/ N8 Q; }0 `7 V- i# o+ l7 v! f: J: q
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。
) r3 e: z, n F( ], v
, c! m: M% O& T1 R: ?. J4.1、输入特性：9 a8 M) h0 z8 n' V
0 \, y; ]3 y5 D; ?1 f
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。
# S0 c0 v3 y I" b
/ e, u7 [+ m' _* R表1 待机功耗
' v( l+ j/ {4 o, B9 o
: |& K2 T4 L2 M* e0 ?表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性; O: {8 n( k0 t: W/ M8 j5 c
8 K3 j( d- I! Z4 w; b8 {9 l* f# b表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）: D" U! V9 H7 x$ Z8 S: |
5 \3 w F3 L: |6 m) ^% w
表4 效率测试（PCB END）6 u2 N6 M6 ?: U
2 w6 {! d: p; A! H4 D4 `$ D3 U V8 I
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
/ ^ ^7 U6 ?( D5 f) X, y2 \; ~( X `: w) a# Y; _- B
4.2、输出特性：6 F# I7 t* [1 [7 t9 d
/ L: S: Q" c1 P
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）3 [1 r r% i' v
9 B( Q. {% H3 {2 W" W% w) u2 u" P* g! O6 b0 ?% S2 r
4.2.2、输出电压纹波：3 q' y! S2 {: @, i
1 D+ b S- g7 F _# O% ^
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。
6 X. L2 t- E& w4 @" m) D" \6 U) \" Y/ W) i
' e% _+ W" v8 W2 O2 T5 l3 X7 U+ b
R&N @ AC90V/60Hz,No Load $ [+ c$ n% P: D% `: O; F7 m0 M
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
/ _3 H* T1 p9 ? A
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
7 i) r2 R9 N8 a% {9 }* n
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
- L2 @, k0 V0 M+ M4 J. L7 q4.3、保护功能：
6 {1 q5 e* E( g3 M/ M4 `; J- y) \7 j. N+ c! M$ Y, \% c4 _7 U+ h
以下涉及过流保护、短路保护的测试。+ i" D# C. N8 Q" Z2 D
! T0 L+ ~* A% W9 W8 Z4.3.1、过流保护：
6 H* x% l2 D5 O* F' I
6 G3 d) {- F* D- U5 }5 J3 h
, b3 C3 s ^8 g: r( C" `4.3.2、短路保护：
3 j/ t K" l4 N" m
( _9 J% a! H5 p# z. g9 ^功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。0 s# I( D8 z0 u% z% h; K* z
* f9 l. Z1 D3 z3 O, o$ j& k! _9 I$ u
, |6 S5 X" B3 X; r+ l4.3.3、Peak_load 功能测试：
8 U+ ~, v) W4 ]' `% B' F; K: f0 y% A
& j- ?" U% @$ p( d/ \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。
* i$ ~+ ?, b# O6 K3 J% C6 D. y* p" ?: X f; N8 P9 |
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V 5 k: C) ?; M2 x" H: C2 I5 W
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ 6 _8 l( g0 y* A) c
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
& X7 ~' D8 I# X; _* i! c) k5 ?0 \
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ ; m+ F, T1 x' }) ?$ l3 W1 y% A
4.4、动态测试：: y- k( T, E+ X( G9 G
1 s/ A# s$ Z' J6 a9 D( c1 i
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)6 H" I# k* l' w5 X) W) a
6 J# b3 T+ x0 F, { x. h
AC90V_5ms
AC90V_10ms 6 ^6 p' x1 K: p4 Q* E. ?
AC264V_5ms 5 @9 a. @ k2 v- A2 I3 [
AC264V_10ms 6 Y Q! T: s- q1 A2 s
4.5、系统延时时间测试：
& f6 E% f, o* C$ y* j. `4 B) z7 ]( {2 ^3 _- x/ H
TON_DELAY @ AC100V，100% Load * D1 V& a& K* w, b+ d5 b3 n
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
$ K" N) b' }& _) x
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 4 ]& ^' }4 ^7 B. ^/ } n
THOLD_UP @ AC240V，100% Load , I. J. ^2 f/ D7 q7 q- z( P. U6 I( V7 U x
4.6、其它重要波形测试：8 d: a, n2 ^" p5 p
4 G/ Z' I- `9 I& ?6 ?
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
0 F. M: f" C" J- M6 b' B# S
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
; g6 d5 W/ }0 U9 r" L, G
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 4 k. d! u' O" f
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 : O* Z5 L" ^' ]1 A, u6 R
05、温升测试
( E& M0 `1 [% s g- u( Q, u
' i, d) R1 U9 {测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
% p9 s2 X9 k) z* ~) W4 L, h" t! a: q6 @0 u8 j1 k. p
6 U+ q @; o/ p5 `' I6 V06、EMI 评估测试, u$ X5 ]8 A; q% {* @% @' u5 W& A/ E
4 q, S, @+ b6 X1 O6 m
测试条件：5 a1 @3 Y' O3 E" ^$ W
( h# F! m$ ~* @/ j B输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
4 e) v. e# v1 M$ _5 r& m) ?' o限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
9 h, e+ B, c8 W
- ^4 \: s" a/ J
AC115V 传导L 相
0 U C& }6 f+ a
AC115V 传导N 相 ' R3 o# K2 P9 p* f K' G
AC230V 传导L 相
3 G- J+ r1 `4 e8 I8 s5 N
AC230V 传导N 相 / r7 T0 E `! v4 a0 s
AC115V 辐射
% R( U, w; U+ }4 }& z3 [( }( Y2 S$ |
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