本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 & N7 ~/ h$ N9 H- ~. V/ O' r
4 m s. A8 e {& @' 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。# Z" Z) M# }7 C% t. |: m! t
' q( r) u& W/ @& w4 ~6 n# k
01、样机介绍. {" u: C3 x' J) _/ T6 [
( X! `' n2 ~' `7 p% u# G8 ^; A4 P3 K+ R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。 Q! i. l. }. e. D- t9 N) A0 m
' o. w# u+ @0 S3 f5 P8 x- j u0 S6 R
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
: b g) ]# h* m4 v9 `3 |9 S3 aCR6890H 芯片0 Q! g: k- {9 Y% m- [2 P
6 i6 P2 E3 L6 u/ T( tCR6890H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。
/ M* V3 {' i6 e' Y* H! A3 p0 |0 |7 H; F( C. U) ?# n
特性1 E# f4 i* K. r: M$ _- e: E, E! f
- h/ s3 ]/ n; h2 Y较低的启动电流 (大约3μA)
* f% u! H4 H" q% r# `: C+ `0 d& |
内置软启动减少MOSFET应力
8 } K* j# e& W0 S0 k# D5 v$ U2 H" Z% q; _) U
带有Peak_load 升频功能；
; z; H$ |+ @" r+ A. i
2 v- g3 D7 q+ e- V1 ICCM+PFM控制模式) p9 Q, i" f4 ]- |1 O
( O4 f, q) e/ i6 s* p3 t8 m
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡+ p5 C% X# W! v/ }) L5 T
% T# O* p1 J" L: G; W, O' O O内建频率抖动功能，降低EMI( R! n, M( R: k& F$ \
& {6 T& L ^9 _& o
内置65kHz开关频率" K! M$ @7 {4 z
5 q( O" V' t$ f1 Y9 m4 ]轻载降低工作频率
0 @- w9 [) L' Z3 |- z3 m# Y* r. p8 O2 a& o; s' M C, i
15ms倍频模式' `8 N/ g! \; h8 V2 l3 |
# P+ P f/ U7 `) _! B
可编程外置过温保护并进入latch
0 X5 e* P, y- J7 ?1 V/ Y6 }* X/ d$ J5 z( B$ X) W* g
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch! T+ R N0 |) M4 d# W' I
: |- S& w3 {+ J" t3 e. {8 f内置前沿消隐电路# B: ?% y M$ y+ |
( {& Y) n" {1 \ K
内置输出二极管短路保护
. T. |4 A q6 k4 p& n: f6 Q' F7 J' S0 f# ~& { S( K/ \8 @
内置过温保护并进入latch: t) o4 w5 o3 M, w% H
: F- f: p4 _5 S7 {1 J0 D/ w4 |, d
过载保护
- N1 [2 O' Y0 K( k+ T1 R; w: Y$ d% Y" M
SOT23-6L封装$ m# ~' F' s J4 @& L* B
' C* u& l/ m4 v1 G6 _, s3 n( S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。0 _& X5 \9 c9 l. `, l9 _: a
1 V3 h/ u4 v* b; U( l" v( \基本应用
( l# m( O w5 N: c3 b: M- V$ W- u9 x' O; h
AC/DC适配器
" g% a( R- y% k3 C( y
2 O4 j! x$ i+ V" H电机类适配器9 K8 I' C7 g% P U% f5 H, k/ ?0 T& b
; ~6 p6 Z# g- Q5 s; n充电器6 H+ G' @ ^: g7 V `8 _, ]
5 F0 _% m+ A' P, A6 S
存储设备电源
" v6 y" q! Y( B8 f3 w( e" d8 B; t' ~, _7 c1 }$ k& }, y
典型应用
. U$ f: c$ M& D1 z2 U0 k$ x, \/ ? K6 t+ F! h0 |
+ W8 T" a0 ~8 n w管脚排列
( ?8 Z. S G' m- H
$ O7 k7 K) e* n8 O2 X7 h& o管脚描述9 Z8 j; j" f' }( D7 ?0 U' H
* y" k: N7 e/ i. n7 G( E6 Q( {
+ d2 A i% m$ ?. ?$ i7 f2 B2 e' y
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。5 {$ j" x3 G0 B# j. w! b5 j
( H# z4 o( p& f4 @' I+ N
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。
4 \: F8 q% Z5 C
`9 Y, r& m! g" F+ a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。2 n1 c2 w3 Q8 N1 S6 p
& [6 `" U# k' h2 N0 T1 T( N02、样机特性+ Z7 Q8 U0 \0 v+ z# x$ I
( v8 B* G; J. H- ^4 i% [% F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。$ y7 y% E" Z6 C0 b: s1 ~( V' x& b
1 ?! p' i$ X. V" m2.1、输入特性：. l( ?' [/ N$ h8 v) f, Y# j
: t8 T2 ]0 G% K# ?, w$ f, N0 }
7 q7 p! B' t4 _3 b$ p% ? G2.2、输出特性(PCB END)：$ x! i. Y+ J2 L; P( o* N, r/ D
$ t0 y3 `% c& q V* f: M4 m! Q4 p. W' ~0 c4 {5 _, t- \7 `
2.3、整机参数：
+ z0 ^3 o" a, o+ K9 f4 v
8 V5 }! D9 m, K. g2.4、保护功能测试：
: e- e8 @* F" p! l$ i8 t, Q, y- g! r! t2 j; J5 Q8 `$ u# ]
2.5、工作环境：
3 M U# Z4 s9 e/ ~6 b9 l Q; }1 K
~3 s/ Z$ S" f+ S
2.6、测试仪器：$ ?2 p w* }* j6 @+ X$ T
03、样机结构信息
6 Z4 c2 c0 g, d$ d: i3 P0 F+ a, f/ x! q; e$ l: F
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。
! J( q6 c, m1 v- `5 e7 L. \5 h+ P
- m& P% A9 `- W! r$ r) h3.1、电路原理图及BOM：8 `8 G0 o. [; w
6 H- D: _) ^) h8 ]2 Y; Z4 r o
3.1.1、原理图：
& w3 q6 P+ a6 C" a! c$ j5 Y6 {5 J' H( s. y8 `: v" _
$ W& w- }, W9 ?* {( g, n3.1.2、元器件清单：
! u: @0 d: u) C; [: q" z/ U3 Z' t0 F1 @; `3 I: ]/ I U8 ^
/ R8 N5 N8 x: u6 l- p) f8 i% @
3.1.3、PCB 布局&布线：
. ^+ l& Z) R) V: r$ l* l
7 {$ ?! P2 J8 H- r' U
PCB 顶层布局
1 a5 a1 w/ B; w' {) ^& x* A8 D
PCB 底层布局 % V- Y' G7 d* b: B( w
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
" U+ F$ w; Y' ]5 l8 F! S
" k, Y; H% w( v. m7 B3.2.1 电路示意图：1 u* w& C0 U+ {5 \6 @
. X( V4 _, `8 [. V; W( \# x/ K/ _3.2.2 、规格参数：* c5 ^6 E" H" `, x! _% J6 d
3 q1 ~0 F5 b' p' N# b) ?' ]9 Q3 Q' S1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
" Y& L" Q5 M* O& U3 w5 @* u5 b3 X2）材质：TDK PC40 或同等材质；
+ V- N; i+ \& h/ I3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；* q/ y2 c# \1 \
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；( e4 w8 k- n. q1 J$ s! Y
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；) ^/ d* c, y2 v! n6 k
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）； t/ S5 m- k0 E0 S
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）)；% q/ Z w9 C1 K6 @- \4 m) b
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；: R3 s: _( M- W9 r; e7 R
9）成品要求:浸凡立水；
" P8 @3 I' c8 z0 J5 K/ a. a! c. X: Z
3.2.3、变压器参数:
/ N( c: M6 P, f: S0 ?1 i2 [" y- Q, Z
# @6 H- o# ~7 h- f; l( Q' Q3.2.4、变压器结构图：6 ]& t+ U) c+ K) M. R
( |; N* Q4 g* Z/ L) X4 P- [/ t, b04、性能测评
5 M1 D6 u4 J. n0 p _+ E. w4 r& N* m/ x ~! d. j9 E2 V
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。" J! v6 d. X, Y/ k/ N- ]7 ^ C9 C
% e, Q& Q7 C$ b U9 w' n4.1、输入特性：& i/ n+ e, w) I: n3 c
/ L1 h8 T0 j, S
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。/ _; }% l5 ~: D2 O2 m7 U0 o$ t- O
. g7 q+ @/ C( v$ Y# J& J! ]
表1 待机功耗4 k8 S- ]; f( b, g5 C! H. d
% {. B# X8 K" ~3 Z% l8 ^8 f" B% m; e表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
, f: F: D4 F4 j$ B3 s M a3 B/ d9 u2 y8 S% ~/ {/ B
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
7 p9 K8 }. `9 B9 F/ F6 S! }$ _( D
9 N( }6 u& X& u* Y3 Q* ?# A表4 效率测试（PCB END）: J' \% R% `2 M$ |5 R
: O2 y/ x" P9 b- u8 Q
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）1 p7 I& d# W" e( v* v
& ~: K, c/ [6 B, @4.2、输出特性：' H1 C$ u0 P/ G1 j
! Q7 k* h' A1 U4 @/ |5 ?4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
5 ?0 u6 s1 R/ ~2 F# Q0 f
# W( g( h" {) L2 R; G6 f$ A' m, D- G3 ^3 c( H
4.2.2、输出电压纹波：, H5 u2 S0 n6 Q* i4 B1 L. J! s5 J
' C' G1 u" L/ g9 t
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。
9 A/ {* I: N& A
$ u! o7 N6 r8 r' f
/ X5 j. d) n& e( K8 a6 M
R&N @ AC90V/60Hz,No Load ' d: m7 l* u5 x2 r3 r
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
/ b* d i% b0 O+ F
R&N @ AC264V/50Hz,No Load / J2 Z3 A5 a' S0 |
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
3 i( |, l) A* J4 a E4.3、保护功能：
, M% y. d4 z2 M0 ^5 A. Y1 u! [8 @5 i8 s+ g+ Z- _& O* b9 `( Y2 V
以下涉及过流保护、短路保护的测试。3 T/ d* q' Y; e+ x5 I Y
) K" s+ E6 C+ @6 Z, Z" o
4.3.1、过流保护：7 D M. L/ O, v- u% w: B; ]
H5 Q% d2 Q! ^4 w2 M
3 P* c% \; [8 u4.3.2、短路保护：9 O4 D5 l, Z6 s3 v
3 d! r9 L) _2 s
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
5 k7 L4 q: ?- [- I) Q4 g1 H
h3 |+ L4 L: r4 s8 j: g( O
. S( ^8 y! A+ n% ~ m# W4 o! H4.3.3、Peak_load 功能测试：
4 T2 ?. _* o e0 x8 S; I2 j- x
4 C* s- ?! L- i2 i+ [# P | X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。 ?8 V0 H0 O4 l
& W: f5 k+ X! a$ T' v$ {
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
6 o" O1 M; Q6 ~# a
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
' a. g6 X! B$ T# x
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
$ p1 V+ C6 X( `
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ 4 r1 b! \, D: o
4.4、动态测试：
4 ?$ M. i" L, j9 j8 G9 u
l4 d |, ]6 b 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)/ g8 ~8 F- V# v8 {) `
; w6 e# u) s2 ^. ?0 L
AC90V_5ms
AC90V_10ms
/ o9 o, |5 ?, t Q
AC264V_5ms . g T: Z' S6 K* V s v0 T; m
AC264V_10ms . b/ Q) O, k9 ~1 J6 E
4.5、系统延时时间测试：; l& h) Z8 y/ W/ i. A. r( f; X9 j
6 m G& [7 b2 ^( f+ f
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 4 B& x; k" |! A! n
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
1 m, L# q) }! }
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
, M0 B8 s; P4 ~2 O
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
1 w" C4 e' a8 k8 J, h& l4.6、其它重要波形测试：7 G9 ]% @4 @% Q) B) I7 m) a
" t) I: g9 r4 q4 g9 Z }
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
3 U3 m/ T1 ^+ O, G
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
' X, B, @1 h* o/ x p
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
& ~7 H4 R* f/ G: H
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
* s# P3 [: W i! c2 i' [4 v05、温升测试( U2 H! g$ F8 u6 C m2 K
5 u/ I# y7 l6 e, X% \测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。 p; S" N0 L6 V( `2 I2 G2 i
8 ?7 j+ f' u$ k ~: Y
4 v* i: ^' g" M; f+ Y5 K06、EMI 评估测试
8 P& p( c! W* {3 z( {) O, S( [0 y' L& P3 V1 D8 h& m" a, k& w
测试条件：
7 |4 ]7 A+ S; x3 O; q7 Y' e
: J* e7 v1 c) ]( I8 ]( e输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；7 f! k- C5 W( J4 h3 y6 a2 q
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）5 J) ^/ P; A; @, A+ o6 R
( T* v* i. ]6 X ]/ q7 A
AC115V 传导L 相 3 M7 F: G# P# b4 D
AC115V 传导N 相 ( X1 S% M) t, k5 b
AC230V 传导L 相 ; l- Z. M# B0 R0 D" ^, J" i
AC230V 传导N 相 & Y* _% q; N3 L% y- a# Y! v8 \
AC115V 辐射 L; a7 G6 ^% u7 F0 S4 p9 Q3 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