本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
8 W+ q4 y! z" n# S8 H: t) v, K6 B
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。; { a6 m2 g4 v( y
& {; X; c: c0 e1 {" _0 V5 s5 Q01、样机介绍
9 C* W0 ^2 m( f2 E# g, k+ B+ f6 A' r7 }0 k
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。
8 p; h V# d. j; V, f' M3 g5 J( ]( M4 U J& u) R- P
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
, L9 W- N! O" l5 ~; {. D0 x" Q7 @% iCR6890H 芯片
1 \- t' J$ B+ V, a! f y1 f, s5 t d! c
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。
: a1 x! W1 F' M; a7 b0 W) i
$ z/ p/ {" a8 M: G9 r: D/ u( ^" T特性) E, T5 B) L% f7 b6 _1 b) M
! i f6 p2 J9 Q) o* Q ]0 G- f+ B较低的启动电流 (大约3μA)
& x, `" E4 {( U1 _* ?# P3 `3 M4 `4 X3 N& C) Y$ O
内置软启动减少MOSFET应力
) e0 Y" @( b; p) f d: s1 u, t
) a7 [6 ]& W6 J带有Peak_load 升频功能；
6 \, O+ _. Y, n5 q! P* ?, A Z4 B1 J1 E% _" O4 t: a( Z/ w4 z3 t6 P
CCM+PFM控制模式. [% M8 {5 K7 u9 z/ Z* W
' N3 h7 C5 c7 W& G. V0 |- U
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
0 K, O e4 Q; ^" O& |+ ~6 c# N' O1 ~5 [( k i
内建频率抖动功能，降低EMI
( }/ t' o/ A- V) C5 @. \$ j1 ]5 u4 r7 t1 w7 a! y9 H+ m! W
内置65kHz开关频率
& f3 {# V# G7 G" r6 a6 W: k# z) b; Z9 d1 a
轻载降低工作频率6 E5 B; R) E4 J: G: h
. q% P ~0 i* a15ms倍频模式
6 G* f7 [* w# V6 R5 M' k c
+ M# t; T1 f" M. h+ k8 I% n7 \7 F可编程外置过温保护并进入latch+ b$ p- J. u9 a6 F
/ b3 V+ \$ k( a' LVDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch- M/ f3 o' w! J5 Y
3 f1 {& c+ u0 |3 c6 a! }5 ^( f
内置前沿消隐电路6 w2 [9 ]9 m7 P2 K. q% x1 L
R2 j( U! ]3 t' h7 ~- u
内置输出二极管短路保护
; n' k! N7 K# N! L6 B7 M1 Q9 g
内置过温保护并进入latch+ g( s- s' H2 t/ `5 }" f' O
$ R" E s3 j& ~9 E; ?% Q8 m7 w! _过载保护
* l2 r7 q4 l' U8 e/ b! @/ Q2 U E1 _; K2 g+ H
SOT23-6L封装
: w9 Q0 x8 |: J# ~! R* k
1 _! b/ D+ Q. N5 a e7 C o) f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。
8 \7 h _( y' E
/ i! D7 C2 i! a1 t' z& i) ]+ G; `基本应用
8 O9 D2 h6 x2 p- E7 z% p
2 K9 ` \$ b" G. g% Y5 W9 V6 uAC/DC适配器
* ^$ m1 ^% V3 ?5 d i* ?) o8 P! Q8 O& J9 |
电机类适配器, v: p7 y0 Y7 W! k i3 ]
* T6 ~4 g; o3 t1 ~3 d; c+ t
充电器
; D! F- Z. R2 p8 y: @- l- [) p# C5 O" r- k0 T: L
存储设备电源! H- E$ l: F6 T& x. x
: D( b# s+ x" p. B f
典型应用* V! b) e; H: m$ N" d
% F0 V S) U2 o5 w9 j$ p5 p1 ^
/ F6 L, S4 ?& {3 x1 l3 M管脚排列1 @3 ^" |* [' U+ u
5 G e5 }6 B0 k! [管脚描述
* }% e5 l7 h* O7 x7 w! e7 K
/ M, n% x7 ]# I) l- _* {& `! T. _6 b
" D5 R# J% {1 O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。
3 M5 @/ d6 W/ P3 j4 C$ ^) h+ d% x* l+ ~" I* d1 f: ?0 Y# j1 S
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。
+ L# K' u7 J' ]9 B# g8 w$ s& H
" y" N" p G9 `* z h7 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。, p5 \6 i( C v1 P6 W6 n" r
$ q$ i/ G7 U, ^. W8 x. U1 X
02、样机特性
$ V* Y3 a& N/ N3 ?- h8 }! x5 r% b) P q) y4 f1 P
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。
; _! m- q% T, W, J4 k) o% V) j' ^* X( [, {5 W
2.1、输入特性：
; L g" g/ [) j E+ ~& H+ V" c
. b+ \' |+ |$ {& n% r" e8 s: ~: M/ R
2.2、输出特性(PCB END)：7 F8 E+ p- U% e9 N! _: C$ f
: _2 M* o- E# A8 r
! |" i4 O5 s5 Z5 M9 M) i2.3、整机参数：4 I2 p# |! X: `
v8 s+ ?( L5 P$ B1 g) F2.4、保护功能测试：1 G x) |! \$ T8 k; l- W
% X8 n% e: x$ u w2.5、工作环境：4 j6 F% W3 I) \1 a7 x- C5 @. Y
0 `( X* K. Y6 k6 t6 D( O
( v5 [1 l# ]2 m& i* Z$ w
2.6、测试仪器：
" g0 {1 Q8 N( s6 {, T03、样机结构信息, c I- p$ ^ l
, b1 e* g7 J; j+ K0 O& A
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。5 E/ w, o9 Y/ t
8 {1 U* k' i' k& y+ z: D1 l5 f G3.1、电路原理图及BOM：
0 E% u2 L. d# k
# H+ v) T& \9 N# G. G$ ?( }- ~$ D3.1.1、原理图：
! k! E9 d, W; v1 k; m }! X: p" x( Q. T3 N9 q! j1 C3 g4 H
8 I3 H) z/ s2 s' _! w- ?% d
3.1.2、元器件清单：# o) ]2 X# L, u4 h7 f1 Y
" H7 H2 D6 X9 ?0 W2 i" M* u, `, w9 ~3 X
3.1.3、PCB 布局&布线：' @( Y* C$ i8 }. y u& O
) b9 N: @4 v, |# J
PCB 顶层布局 3 Z9 n, w5 u+ J5 Y; ^1 C# s( g
PCB 底层布局
: h- p% f+ D9 A! K0 ~, t
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
+ ]8 u2 N* H1 y8 q Z$ s2 u; ~
3.2.1 电路示意图：9 F5 k; B& G. T, _- t5 x
% H D4 n; y4 _. ?1 e# p6 ~
3.2.2 、规格参数：
8 x; f8 T+ [4 L0 @! i# }( F& L" f0 ~; B4 ?0 J3 z9 k' X9 L4 C
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；' {2 A+ j/ q x5 L5 `% \% E% B e9 k
2）材质：TDK PC40 或同等材质；' y: z/ J( h3 z& u
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
! |. | [( T0 K1 S# [) E4）N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B 进线从顶部A 出线，磁芯接地；
F& U% O: }' ?, K9 Z5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；$ X$ p. J' w5 w, n6 |, b3 t# Y
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
: ? G0 }( i) y& d2 O& L7）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）)；- b( ~5 n( t0 a$ k; _. x
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；" P: H: P; Y9 |3 p6 b
9）成品要求:浸凡立水；
1 k d* ~0 i3 M# i7 f6 I x6 @3 S: G2 ^! H; c9 x
3.2.3、变压器参数:
2 o# l8 |/ \7 Y- x5 n4 j
2 @9 J; }7 u$ c
* {7 I; N7 R5 n9 V' t3.2.4、变压器结构图：& f- P0 i- X6 Q8 z) `) @! m, n
2 v/ i7 |0 U/ y# ~! t- N) T. P7 p
04、性能测评- v# V( A% M$ |+ \& j; f1 I) d9 W
' l1 c) P( r0 g. q& F \% M
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。9 Y7 }4 f, m% X. M) U
( v; L8 N7 c3 r( t$ x A' g8 _
4.1、输入特性：7 j& U8 p# b0 k. T) S
1 h/ Q7 K5 E2 z5 p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。0 |& a1 A6 E- b; f" ^0 Z. p
# P0 P+ Y$ {& `表1 待机功耗0 L( d# Y( r; d7 j1 N- O8 }2 m% H
/ [, n% ]7 C8 m
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性( ?7 d% c2 l* s8 n0 D4 Q
. T) s8 ~0 {3 o; r. @/ e表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）4 r' U. j# R- E3 F* E- j3 D% Z' V
! U- x% S& W& O) H$ o, Q表4 效率测试（PCB END）( i. p, } M& r" G4 i" s
( Y: g6 m$ C0 ]' c4 F2 y! j5 d. s9 ~
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）5 ^" i+ G3 @& q' t" N6 i. S; ?' C
0 Q' w& e& j) I/ l" W, b' C4.2、输出特性：' f" H( p) a D
6 O- K' e' c0 Y" O/ Q4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）. U4 f. ?7 B% B! @+ Q
4 T @4 z) j2 p1 r
; y% g0 M& {; M4.2.2、输出电压纹波：" h' U- x2 s" p |
+ \+ H' T9 B& r: X- H |
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。# p" W6 V+ X4 N+ X) B
, w2 G! c- `2 k! \
# j' n' r5 R- S; g
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
9 v* t7 v2 e- J1 O9 `- D
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
4 V9 ^7 F( e1 h( C
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
3 u: I0 A% ~. J/ u
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load % F6 w" N4 ^/ S6 X( c
4.3、保护功能：
, k, @. S6 j8 e9 ~6 b" @. d
- V, X8 @/ H# `! [" a1 A以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4 h! Y# Y/ m8 y, S. i
+ h9 b! g2 V f* t: V4.3.1、过流保护：
5 g4 H3 r) _0 D8 @& P
9 d" x2 ~+ P- [! I, c% e
' _3 N8 K' e, c7 v$ ]2 x4.3.2、短路保护：2 p7 k: R" T- B9 W7 D9 Z
+ A9 T M+ C6 o5 v
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
5 t6 Z1 {" ?% H1 X0 X& @+ l0 P W0 I9 d9 K" Y8 I I8 X! S* Z
' D! r; G D7 |- }6 a4.3.3、Peak_load 功能测试：* ?8 T% x P. {+ s* Z
* P( Z, [& u& v: q: 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。, f4 }" L; I2 [7 x
4 w, d- z& E9 O- U: Y
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
, _* ?& ]# @' Q2 h
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
@: ?5 H1 S$ f6 h* }# _% T
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V 3 y; d$ M+ p- @+ p
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ 5 e! _7 q( Y. ^# X3 T7 z" ~% l
4.4、动态测试：
9 f9 s$ S) ^& k5 i, Q( h: l8 G' C; u) ]
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)
# h" K9 R) G2 w' \; l/ V; B; j3 \: A+ B2 ^# i% k
AC90V_5ms
AC90V_10ms 3 U7 ^( a8 C9 |# m. M
AC264V_5ms
; T% N- _/ F5 Q: t
AC264V_10ms 1 ^" _& C$ j$ n0 E( g0 F' G" v
4.5、系统延时时间测试：- F/ y; g, w3 E, P1 e7 J. @7 i
7 p4 F B ?- }" V$ g
TON_DELAY @ AC100V，100% Load - G( h8 E6 F) r$ v& q! }3 b: P
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
( R7 w% J2 u) R) T
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
2 `- J- N1 D/ R& b7 }4 t
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
: i( e9 t, V$ y* j$ ?& k4.6、其它重要波形测试：/ H9 H1 y9 }. b% o5 S
0 _/ m6 L1 x. M. R
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
+ U9 v5 V6 D- g
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
2 N# C* ]& N) U: d* W( ?1 h
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 1 Z h( J: N! N* R- H& k
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 . x6 l$ V% A# }4 y y, E
05、温升测试. Y; ]6 @1 r8 O+ r$ o
, @- S: z$ ? a' h3 `. j测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。; p& n5 k/ @0 R4 c" u
, j* e! G" ` `- e- i9 m1 q, j7 K1 x. u4 ~9 W8 Z$ Q& ]
06、EMI 评估测试
7 \$ m: L5 t% m2 Y9 R3 v- g
" j" {. C/ Q1 m% Y测试条件：
7 J1 t c' S" U* N4 Z; T" k4 \
4 x/ ~7 B" n/ b+ d: f& N8 F3 P0 ^输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
9 M6 z r. u0 B限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
, y: v" Y# H& Y% L" C }& m! H" A5 B- b: r2 W
AC115V 传导L 相 * `! h$ }) M$ \# F
AC115V 传导N 相 , R Q9 @7 d% F, m* N
AC230V 传导L 相
! K3 Z% o) j. k; o" d& Z
AC230V 传导N 相 - e$ K2 m: E3 A. B4 U( b
AC115V 辐射
/ n8 u. J8 r- z4 @% ?
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