本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
9 T# c* P/ p; s) X7 g$ p) ]
7 S3 e2 a1 F, P. G0 A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。
, q8 g* C# T/ n+ L6 H' T* s) U- }/ n* n5 \! t' {& H
01、样机介绍
+ q0 x( `/ s' ~) G" ]9 ]
T7 g0 c t3 ]: f2 K) ?/ D7 `# ?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。5 r, j$ L+ G6 `5 Y8 d" q) \
/ N: s3 N, r( [1 H; b+ I
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
2 k. }+ m7 S4 O1 _3 NCR6890H 芯片
0 [5 k+ c3 }4 ~1 S/ G& k. o |. p5 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。
q" `( C6 u% P% |' |9 T( ^
# z7 @( d" d1 ~" |& y特性
: ~* m- J4 \8 ~0 {- j$ t
6 z) L$ C& B; R6 i- g! Z' B较低的启动电流 (大约3μA)
# V% \" K ^" r; U* s- C, i2 O- A* b$ C4 ~! ]( k! Z7 O! x. n
内置软启动减少MOSFET应力! j5 x2 Q* o: o' H+ @
" E1 W& Z+ E" T- v( |5 `( P
带有Peak_load 升频功能；
2 {0 B; Y6 c( j3 ^" ^
, c, ^/ c; ^+ |CCM+PFM控制模式; n k' b) x: ^# m9 k
1 J1 ~1 `; f9 q" u
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
7 Z% { N% E$ ^. g
. Y. v! s- x/ U( x- d8 T内建频率抖动功能，降低EMI' B. o. i4 c. |( |5 L* w, N2 ]
; G. `+ l- g2 o0 _+ R
内置65kHz开关频率! {. z# a- X- a \$ }6 J3 `. v
9 e/ k+ F* j, ^ I+ a轻载降低工作频率
5 u# G n: _1 Y1 c' t4 p; P; D, B* w- }3 r8 E
15ms倍频模式! n1 [% O; s# Y! P. l
# G3 c6 k+ H3 z( U4 K* H$ V/ k
可编程外置过温保护并进入latch) a7 u7 u+ b( N1 Z
' u( n9 A1 K: \% Q
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
- Z1 T5 W! B! A5 P$ O; v8 I- e4 X2 L+ r8 Q' p! [: T4 k
内置前沿消隐电路
' K( \7 F, u1 Q" {+ E1 v
: [+ K2 R4 }6 m+ L7 N4 J: O内置输出二极管短路保护
* R) r* }, e& O( ^) ^4 P! e; U: E: h6 M2 d
内置过温保护并进入latch' z" e/ J% [" S1 Z' b5 ~
1 C5 [. x. X/ v3 t/ t过载保护
; l0 E' b( \0 f) `, D8 {
2 R2 F; ]2 g* k( i! H5 N! dSOT23-6L封装7 ]7 t7 O( p7 K
3 q1 I! o. o, T8 s( v- G
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。/ _4 V" j: a- I+ R7 [3 x% p# h
) q3 m4 _0 f3 i
基本应用+ ^/ E; M# _# ], O, t
) Q4 Q( T8 J6 g+ ^
AC/DC适配器3 p0 R" L: b: i
) `! b4 v6 S0 M2 x [% j电机类适配器
: r; S4 w; I1 r# z4 x
: k4 R0 F$ a& k( N充电器
* J% L( Y2 y# e5 }- K2 I9 b7 S. M4 c' m# H2 g
存储设备电源5 p" O0 w; E; o0 @5 H% j
+ h6 }# r3 s' @( i, N8 s
典型应用
& g. ?) N6 D5 y& a7 h6 J4 ?: P4 N1 l- ?( f- M5 P
. T6 |' a2 q2 U# D# Y8 K, h5 z管脚排列/ |. Z9 H/ a2 Z& X |
2 |9 u1 a, Y+ a5 T/ @1 i# F/ h3 s' E
管脚描述9 v# k+ o. l5 f, C
" k% T, h: X' a; M( E2 M, {) Z: [$ N( n$ [9 ]( {2 ^( O# Q: 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。
/ |; _& x3 Z/ {$ S9 x/ Q* T9 I+ Q, t
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。
/ ^( ^ o5 @- c n5 A
3 k) K+ D" g6 A+ s% b# n8 E7 _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。+ j# m+ U. ~% k+ E* x5 ]6 |* F
! O6 n3 }2 y# J( u. P3 F9 W; k
02、样机特性
% b% g! {% d# N m9 k; k1 _
$ ^. T# Z! X2 v. ?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。
5 @$ r" x' x; A2 M! d. h7 J& I
' ?4 h( i" `6 p/ f& s* d$ q! C+ E# { E2.1、输入特性：0 B: n% P5 n7 ` C7 ~
$ M) m# S: Z9 R+ }# r7 ~0 f
* H+ y. J+ q& m) H: V/ v2.2、输出特性(PCB END)：# H; x% i1 r; t( V4 u
; \4 ^. o" g) ]& d) h4 N
" i- x, L' @1 \1 G2.3、整机参数：) m3 i/ o( g! [4 w) V
4 m$ C" I: d" e; c" [2 Z
2.4、保护功能测试：* L, \2 `- ?& k
5 n9 _( ?. ?! c# o2.5、工作环境：% l" I) `5 f, o8 l
& r4 r( U: Q. h( J( ?- L
. R, p7 P# M3 X" [ {! z/ H5 X0 ~% E2.6、测试仪器：
% ?/ p+ a0 X$ l, E# ~% k03、样机结构信息" q& H5 S5 A7 ^) @! S
7 c2 B: Y9 G( b. l- r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。
; O5 o1 a& b u! @& c* j
% O( Z9 @ o' Q3.1、电路原理图及BOM：# R: C0 W/ q. o+ f/ q: L3 P+ m; Y9 h
& J0 s+ g& G" }
3.1.1、原理图：
& V% l# F4 |1 O# h. j2 ?- G$ G5 h0 [, ~% b9 P
8 l. c$ i3 E- L4 m1 O; p3.1.2、元器件清单：
* w) d h& ]( X# U9 {- Q% \" i) t% o% N
- `7 a) U( j5 C k# f w% l3 K' s3.1.3、PCB 布局&布线：
8 L5 Q0 j4 a' `% ~8 ~3 R) t) u1 C. ~3 N$ {+ p
PCB 顶层布局
! B# R8 G( [- H5 x/ m. B6 }: j
PCB 底层布局
* Q% K9 O, l5 l7 @* ]* S/ B
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：2 c7 ^- [6 K7 o9 p* z! c
9 N4 z- V& E X7 o4 W6 u6 a3.2.1 电路示意图：
9 D2 }, |' q1 v
$ Y& K5 ]4 V8 [3.2.2 、规格参数：9 ?$ F: G" j# o6 H$ k
, A! N4 C( @ j+ y1 N B2 f1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；8 u2 Q+ k, L! {; S, r
2）材质：TDK PC40 或同等材质；! B$ y' F$ |9 k/ R# j0 U2 f# G' Q! h
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；2 _$ i7 e) Y8 n8 p9 V
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；
. W4 e' L1 E$ W: t3 W% w' I5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；4 Z5 f H3 d) E3 v& E0 t
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
1 g: G$ t/ }6 }6 B# B; V7）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）)；6 B9 P" o5 F/ H4 S
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
( H% R$ e1 N z2 N/ F9）成品要求:浸凡立水；
6 B5 I9 g4 A* |+ p# M7 n& D/ K$ K3 V& m$ P
3.2.3、变压器参数:; Z7 g) G; L# c. z5 b: v1 V
4 g3 X: n% l" r) e9 g! q& |
& U6 i6 ]0 A% A! y6 _( u9 v' c3.2.4、变压器结构图：
/ ]: ^/ p6 G. x# L1 [9 t9 ~8 [7 N5 v. M5 }- V5 z. f* p, z
04、性能测评
" Q+ V' Q) w w0 A5 W8 v! \( V2 W- l7 L; c3 J2 f5 G" T1 |- p
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。
' l/ _8 S+ k8 P2 ^, t- ^! U8 R5 Q$ D% e
4.1、输入特性：
$ k: |/ z, B& v$ A
' ~& X2 y( S: d7 e* R5 \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。
7 U% C8 g. @4 @$ }9 @# w1 V \1 r5 Y2 t2 h; e
表1 待机功耗3 H; A5 x% d8 @9 F5 c9 A
1 r" j( y' q& O) i/ @0 m
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性, h- R! p3 G( f8 q8 M2 Y4 e% U
! I& a( O8 N! p4 }表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）9 ^2 ^1 o8 [) N+ X
- f/ j% z0 Z1 S7 Q- E
表4 效率测试（PCB END）
, x& }' P6 x3 Z' l# k6 n r4 y/ \6 l, |$ z0 `
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
, C4 v# E2 l. v7 ^( _$ x4 j
5 U" f* |% `& {* L/ E( f2 b- h4.2、输出特性：
) d2 A2 V3 P8 c, n3 O% H2 }+ K' l" E
|1 g4 N% p5 O& {. s4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）" K# B+ Y" W. Y v! y* }9 A$ j
1 b, a1 O+ Z! m' T
& k2 b2 M' X& ?* k% j3 _
4.2.2、输出电压纹波：& y+ m% }9 G* G9 v5 i+ t; [! z
7 @5 W+ g0 k0 O+ n% N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& R! J3 b+ x8 U6 W2 j5 |! ]4 ^, b4 Q8 } |
( n- B2 d$ L- X+ g0 S
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
! f! n9 H9 }5 M- Q, t# h
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
* b& |. r. B3 ~- s1 \+ a
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
3 E h: Q* u& ]) a, K# F
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
- t) R& V$ j6 S* b: o4.3、保护功能：5 F% V; w7 B) D5 T, _1 q+ F
$ ^9 L1 E& z/ ^
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4 E2 U4 @/ W6 l) c
7 ^* @6 A# u' x" N# Q: P" U4.3.1、过流保护：
: G: L; {/ L9 r4 \" \# u2 x. o" B0 q3 f' p2 X1 Q: `: C& i
" S% _3 Z2 s9 q3 b* L0 K4.3.2、短路保护：" b$ f" J- Z8 a) a
2 g1 w7 ^4 Q7 g/ A- [) J功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。% @) f! n+ K P
/ l& f7 c& Z! F6 w
% q/ r) O' Z6 o+ Y. I8 R- Q4.3.3、Peak_load 功能测试：
- V: h9 O' l- { I7 \, m0 b
4 E! j: Y/ E4 p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。
% A9 T6 R" }2 A3 Y; O0 I0 `% C4 m5 v: f! {& {1 h6 ]6 i( ^6 @
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V . o( w7 g6 A0 `. ?& y6 f. o
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ 0 h9 l- ~- U. B) `$ ~5 }7 t$ l. j% X
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V 3 L- e" v) B4 R: t, m/ k8 v
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
. J8 Y9 [* i& N! ^' i* u8 x R4 D4.4、动态测试：2 K0 j& s% D) {4 M& f6 ~
" b) q4 Y& Z0 }7 p' M4 R
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 U( \ } c; {
8 k+ \+ i) c; R: r0 ?3 s
AC90V_5ms
AC90V_10ms 7 ^: B. ^# _2 p. A9 g0 {
AC264V_5ms 6 c( ^1 k1 U" ^, k
AC264V_10ms 1 T% |" n9 B& u! C {( V3 |
4.5、系统延时时间测试：2 F% Z0 g( q8 k* T9 v3 \
' w; k. t# b1 w) \# m6 C
TON_DELAY @ AC100V，100% Load % U$ z a+ M# ^: H. L0 J5 D
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 3 }) X6 _+ t) B1 ~
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
' ?9 j4 V6 L4 ?) D, w; L+ m/ F
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
' q; s* r) }% [0 b4 `: \" s5 M" T: E4.6、其它重要波形测试：
/ X. p- b8 W! e/ Z; `) u6 q! e X! k
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
: K. v. Q* N+ N/ E; t
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
9 H6 r, ^& E9 @0 V3 ]1 T; R
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 0 i4 r, [4 I) c' j+ i
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 y5 k, _& Q. l% j8 {1 q
05、温升测试
2 B* N# Z& C7 N9 j3 b5 V! a; ^6 J
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
- m! n* X" \& {
. B+ o, M0 T8 P0 q! V! D* G3 ?3 ?; B1 B9 Q3 S
06、EMI 评估测试
6 ?, _; `. R- a( c0 ~/ f
1 Q; M3 L; v/ Q. r0 G9 m1 e* _测试条件：
5 Z0 o0 M* M& A& a; v. ~0 U, F$ q5 X6 d
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
6 i' s% } [, r1 ~8 |限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）% U5 }. u7 q/ U: r7 [9 k" X( m
% L! P1 N* N, i7 G% H" K
AC115V 传导L 相 7 }; k' R- D$ n' f
AC115V 传导N 相
2 z* I/ R1 P( V% T. {* `
AC230V 传导L 相
: v: b" e; p2 r# p( \' o; F
AC230V 传导N 相
. c/ Q: K. f1 N
AC115V 辐射
5 ^. A6 J* E$ o) J/ G; g
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