本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
; `+ d& M W6 i: U+ M# ?# @3 y& ~( Z- b+ r
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。
: ]4 r: B0 y; O$ H' y* l. `+ ?
0 x- W$ L! K1 J9 b01、样机介绍
+ [% I5 I6 N6 m; A
6 ] O+ E: J; X) \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。
0 ^) q$ J% _* c, p' [* ~. i
% q4 [# |' w/ M- V6 V
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
$ Z$ [' I: [2 I4 t3 a6 `5 rCR6890H 芯片: T' w2 }0 q. ?& ^4 i) l* V2 X9 `
2 K5 H- s( k# o5 T4 BCR6890H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。
6 \& `: e- @4 S
% B: w) y- d- f T; H1 v4 j特性
" S% X: n1 R3 b+ X3 c6 B3 n/ K! }1 O
m9 V7 N6 N! F) D$ `6 I' {! `4 N. z较低的启动电流 (大约3μA)% P$ r5 V5 W% I- {9 g
n' j( R: z: }3 j
内置软启动减少MOSFET应力; O) f! ]" H( k e4 w; i
' B9 c; q- h( l带有Peak_load 升频功能；
& \* s. H6 Q2 R; w! p
, u3 c3 p" z- E0 oCCM+PFM控制模式4 |' q% M! s8 _3 p+ C+ |6 V7 U
# \) ]9 O2 Y6 V* x k内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
" m3 f1 Z/ P6 k' x: Z; y
, Q& j3 }. B4 x& L# j3 K6 B( b内建频率抖动功能，降低EMI
, { q9 `' l7 A4 I( Y2 l* b. ^+ Q$ h
) J r$ J, k6 ?8 Y内置65kHz开关频率
4 n7 ^, G" w% m8 X/ [
5 S" m9 u# N' U# X轻载降低工作频率
1 [$ |' q6 e6 L6 a) A
- R) t3 w- P, d. {6 \% k15ms倍频模式
/ c3 n1 g$ }) l2 Q1 j" C8 C& Y8 @4 q3 j" V6 D
可编程外置过温保护并进入latch
2 V& K7 d. i/ A3 V, n% B1 ]" a) M4 _% T: v. T3 j$ k5 j/ U5 D
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch% |1 x; v/ f, Q
2 i6 ^( t4 `( z" k& ^3 O& b内置前沿消隐电路
! ]& Z& C0 w0 R1 ?. s' ^* {" C }2 J( l0 \4 {
内置输出二极管短路保护5 v5 }2 w$ j R9 ^
5 i6 B& u2 r, _- a
内置过温保护并进入latch, k4 @) Q, K( x' _! l
" `% f0 C( [- T- B: C
过载保护
+ h6 U' z$ a5 H" Z# g0 }7 z. ^" W% ~
' l' y* k3 T1 |( X* BSOT23-6L封装4 s5 T3 L- ~. q
7 q: }/ ]8 k. i& J6 C# N2 `4 Q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。
, w+ U0 b: V! g8 B, V$ {- F
9 Z2 u& ^( B z# V! `基本应用
# e& F r0 E& v% Y7 I1 m b
" u8 c3 d( V) d& o$ D, KAC/DC适配器
& a: X: ]- ^: u6 N# F. a* P& G$ F& \/ F2 g2 ?/ C' K
电机类适配器$ N! w7 _3 _9 [- c: X5 |: C
# q, O' J: [, j% S, s
充电器( K, m+ Y: k9 g% i
; V6 P4 Z/ M- q3 y5 X: {: s存储设备电源3 _; D! V6 M- @8 ^
0 E6 ]& |% A1 g) Y1 [9 p% k% n
典型应用
* u5 C5 Q& P" Z# K% q) n1 C1 `2 n+ @4 }, a5 a# S& R, ]5 P: M
/ P7 f. K! ~# N
管脚排列) q5 v8 c: ?1 o9 S$ Y# H+ x
! f6 i4 y3 S, c2 G6 y管脚描述' j6 ?* z; B% k7 P. D% V
0 N! K9 N0 m3 e+ P$ Q- } Y. ?; k
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。; C9 N! `3 W h, H9 f* Q# L
; ?9 M( G) M% \* [) k2 E# O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。
* `6 n# Y( o2 W1 a) ?6 a
: t) ?9 w9 j) P1 |5 b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。 {3 A8 e" A( k( _- s- V6 V/ P3 m
( r$ d- o5 k6 q; S6 V U* k5 p6 T
02、样机特性
1 m+ b7 _. S5 O* |/ z
8 F9 [/ b& |. W2 X9 T* 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。 O" }; e) O2 J% u$ L6 M
9 h, I5 {( @( C7 j1 ]: Y3 M" q2.1、输入特性：
# f; ?9 q, _8 N& b$ O' _0 h! A; {" p. u: V$ b+ F8 E' Z
7 I* @& Q" n3 t$ t% |. j" {
2.2、输出特性(PCB END)：
7 m3 D9 q1 \2 R0 Y( `' D" a" B8 k% T+ u. k7 v9 H4 K( u
' G, @6 q; ]7 X' B6 T2.3、整机参数：
% u# g# J) e. K( c; Z/ x4 A2 f6 s+ S
2.4、保护功能测试：
+ {9 B* n! J# n1 f; O3 m8 ^7 ]- b! P+ g/ C3 l( b
2.5、工作环境：5 `( N" F5 z4 S: b, m: Q
6 M0 N" _4 ]; E% k5 _" \) C
* u. u) O/ k2 K) L/ o3 X- D- C2.6、测试仪器：
3 }( g, k% e% s8 k* |03、样机结构信息* ?, w: L" j9 p8 E Q% S# \2 B
, q& t" F* s3 ?
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。
4 N3 K. X) _9 X0 p' R4 |7 H, u Y: M* q2 K4 O2 x4 _) k
3.1、电路原理图及BOM：0 ~/ J5 G' ^$ a0 W# ?' C( ]4 @) H$ R
& O" x6 I5 ?8 i4 t4 u% w0 ~) I3.1.1、原理图：4 N+ M+ h9 L0 a1 H9 W
3 P5 L: l' u- W1 D8 Q7 P
3 K o; n. E* D3.1.2、元器件清单：/ B1 k& c" _2 K" m: N8 l) a
9 u& b& g P- {) Q
, S) W) H% c+ E3 b/ d: ?( T3.1.3、PCB 布局&布线：
7 H& H8 V4 |0 T# N1 i; }' Q( w4 z* c
PCB 顶层布局
) R/ @* ]1 G3 H& C6 t! [$ h# {5 s$ Q& |
PCB 底层布局 ' Q5 z1 Q" Z& r% F- w8 k& h
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
. R% k5 Y% Y+ |8 L
1 Q4 q3 i2 n. U& b+ p3.2.1 电路示意图：
# n r- q; ~0 M% y3 t' x, p' Z# l% X" ?, {7 k% w y
3.2.2 、规格参数：5 B Q$ n: O. X H# \
2 m: D$ u7 P2 p, I1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；- p5 ?4 X+ k8 P$ @& N4 ]
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
* i$ p/ n- G, D2 |3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；! D! i* a& ]- w' ^, a5 A
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；; E9 j" g$ t2 O' }
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
+ Q p7 B: F1 s' N$ L) j6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
0 G7 P* L$ K5 B$ b- d7）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）)；1 u, b9 K, X1 i: Q$ {
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；- f9 k6 X, v* B g/ {2 i! u: \2 u* \
9）成品要求:浸凡立水；
# G+ N6 J( t4 y& _
& u, {4 S+ K* v9 C% c8 a& u3.2.3、变压器参数:
2 P/ @& f0 t! g$ _4 ^; X8 F3 K4 N- P7 b+ l! Q$ `& ^3 @: p
) d4 B/ O: h( D4 q9 ]7 Z3.2.4、变压器结构图：+ i6 `0 r5 G9 m6 r1 ?' o
' J- F* A$ a+ X8 N& `+ I) ^6 y- f. R8 u
04、性能测评
9 E0 s; {/ E- k" W2 T% a/ @# }
. S( J v) B) u# @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。 ]/ B* ~4 Y7 s+ _
# m7 N; A( E4 t0 [; O1 Y" W4.1、输入特性： j: w( i3 r1 g: g) Q B+ U
+ I1 I4 q' a4 {* ?, E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 T6 s8 w! i, @: L1 N. Q& w: f# I! C
表1 待机功耗! H7 f: E8 t1 n: l* \
S$ ~$ t3 X/ Y( L8 K
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
2 m% D! _& O6 j0 w6 R1 E1 W% s- h# w, r v6 d
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
+ `& J3 e/ t- h P& f7 M
$ m/ v8 h% J7 `+ N/ ^) O- ^# T表4 效率测试（PCB END）. _: Q# S* f1 [
) H2 e' L& J" }" i: [
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
& }" [! J; K& I( V% E! x5 T% j' Z5 M+ ?* d: }
4.2、输出特性：
3 h* Z: Q% f8 @ h' E. d: F( o6 v9 r& e% O( o
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）! w% g! F0 R% ?6 H& Z" H1 C
# u0 Y* T. s( ~
7 f) @/ O1 L2 B+ o& s% p4.2.2、输出电压纹波：
$ p0 ^! z, ^+ t8 P& G# t: t
, U5 k( G6 q, G; [: p1 d- Z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。
( j0 `% \- R5 q* I( T! ~' P) x- }; [* n8 e
- Y- t9 ?6 P) v, `
R&N @ AC90V/60Hz,No Load ; E; z/ w# h1 @# s
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
( a2 d7 D- N* r6 C; ]
R&N @ AC264V/50Hz,No Load ; Z- x z3 L+ Q* |
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
6 Z/ J- I+ R5 M2 b! h4.3、保护功能：7 D( l, r7 S9 k1 U% C. _& j
/ ?* B8 b5 z3 J" a5 ?, I以下涉及过流保护、短路保护的测试。0 j3 B0 N$ ^2 i W0 Z! W% g
( D% \6 Y9 h i* o% P( e, Z4 h4.3.1、过流保护：( X9 y6 v r& ], U7 A: G# x0 n
- ?' W0 N6 Y8 I+ \1 s& g
@( A+ \6 j6 }% K/ ^! p! e2 ~4.3.2、短路保护：! `7 l8 t/ O/ P1 c/ l8 M
z8 a7 }0 t: c6 f( D% ]
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
. V t/ E, F7 P
: L; J0 L0 L3 ]/ r/ r$ n n3 P( Z9 H0 @
4.3.3、Peak_load 功能测试：! P- ^0 ^" o! R' O% k6 k6 x* m" F# m1 e
$ V: {1 I+ @- A" L
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。
3 P& o/ h) A% n- I" @
" a+ ]2 i5 X+ k9 S& }
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V * E; u: A" J2 N% c
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ 3 @1 g/ K; a% k: v/ \$ L
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V ( \" J* M3 N2 ^4 O3 W
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
1 |# u* k, @8 c) |) E4.4、动态测试：: h5 n+ ^) p/ S1 a1 d0 w
( G" e- u8 k* j% D( J1 p$ `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)& \/ ^3 Y8 N: X/ i
. s7 j" H) K |) ?
AC90V_5ms
AC90V_10ms 8 ^4 l; T0 M) f z, z
AC264V_5ms . o5 z1 H1 U: \
AC264V_10ms * C+ g3 x$ i4 ]9 D9 s$ |' b: t
4.5、系统延时时间测试：4 ^ R+ Z8 T6 e' S! ^2 u9 Z# y+ X
# A2 J- b6 k0 Q9 }, H' d
TON_DELAY @ AC100V，100% Load % c% q5 K0 f/ S, Z" c
TON_DELAY @ AC240V，100% Load ; j( G$ q; l* a/ Z
THOLD_UP @ AC100V，100% Load # N; _' t# ~+ t5 P7 z1 K, o
THOLD_UP @ AC240V，100% Load % l+ ^; R: w2 c0 A+ T- _- W7 c
4.6、其它重要波形测试：
9 f: \8 ] e& d( ^( U; H6 j
# P/ w# s6 l* a! m
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 ! I2 x; v8 g- ?) m4 z6 F$ u
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
8 s4 S7 l' c' L- ^) s( o
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
1 k- ?. a3 W" B0 m
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
2 ]) ^+ o8 B. P, ^& b0 c7 R05、温升测试
2 A4 Z+ l; R" k& @* O; t
, k& I* h- C2 W, R) y测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。3 e: K: e& ~" w/ Y& ]: [- Q
0 p* U* {8 j! c
) n% g k {- Z8 G06、EMI 评估测试! I/ c5 }# C. d# n8 W7 G! D
; a3 M- r& E- E2 }' h测试条件：# }: Z( M; K. I
l6 J1 R h1 \8 p' c% D! E输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；/ P% C6 L; `6 s
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）. _. U6 l8 s5 [" Q7 C s# ^- n
. |6 ^! R- I! c" k: E1 S
AC115V 传导L 相 0 c) {4 D+ B+ K: P) D/ Q0 X
AC115V 传导N 相
6 _, C# z' C- F. m
AC230V 传导L 相 / c) r" u# q: L
AC230V 传导N 相
: [& d' i. n7 e
AC115V 辐射 4 N* X5 W7 k& q' t5 t
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