本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑 , C: e. ?: E. k5 Z) t$ ?
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在上一篇文章中，我们介绍了本公司5W USB 电源适配器应用方案。本文，我们将要介绍的是36W电源适配器应用方案。其中，该方案的控制IC控制采用了本公司主推的CR6890A。IC轻载时会降低频率，最低频率 22kHz 可避免音频噪声，系统采用 CCM+PFM+QR 混合控制模式以减小系统损耗，达到绿色节能的目的。它还集成了丰富的保护功能，简化了电路系统应用设计。
; ?1 }) m$ R- h4 X, n* ^. C/ C6 E- m& N, N. r) l' }. P
下面我们来了解下这个应用方案。
% y4 l' H' W$ H- K! M
, W( c" l" h2 j01、样机介绍5 w1 W, O+ z- E4 S' l4 M
# I5 {# a7 ^9 V
该测试报告是基于能适用于宽输入电压范围且恒压输出的36W 电源适配器样机，控制IC采用了本公司主推的CR6890A。, V& c$ U3 _( m
( t5 X& A+ ?3 v7 H( LCR6890A_12V3A 工程样机示意图 " y+ M& W+ y& A- J% U% ?+ J4 i G
CR6890A
+ q5 G) t. s$ ~ m
! `! z" N& O' u; T& rCR6890A 是一款高集成度、低待机功耗的CCM+PFM+QR 混合电流模式PWM控制器，是一款高集成度、低功耗的中等功率反激电源控制IC。CR6890A轻载时会降低频率，最低频率22kHz 可避免音频噪声。CR6890A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。CR6890A 提供SOT23-6L 的封装。& o5 K2 N( b( I4 C) m* _; \
) U& |, t) K3 c) j' e( @芯片特性" P m/ R" V3 n ~; s
4 g5 C. D2 H( U% ~3 ^4 W● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；
% ?2 F- H! X( L- P* W● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
$ A% v+ c' x; O2 _● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性； ^* U. o" g) |7 R6 n4 u; m
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；4 ]& A- L# ^+ o" j
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；: O- z7 D, Q0 v; ^: b; s
● 电路结构简单、较少的外围元器件，适用于中小功率AC/DC 电源适配器。5 o9 k% H( M6 E: F. e* o
p' [3 l4 L4 F& g, i0 ], {3 ]8 e
基本应用% f2 j6 ?& G& O2 X/ g1 k7 G$ w& g
% V+ c( H3 [! H( C! d8 M+ U+ O● AC/DC适配器
) s6 [% d; Z0 d7 s8 a4 ?● 电视及监视器电源
0 l" G* q4 K, ] \$ e) I4 W● 充电器4 G5 Z8 W/ B. [& A* N& j
● 存储设备电源3 @- e6 C7 H6 ?1 [6 V
8 z( l, y( R1 F$ L A典型应用
* o I$ _4 E0 g9 K: E
: u) n6 n. D9 q/ |7 u4 R R
3 e9 }- `/ } ? h/ i- {9 g* B: b4 B3 r% m8 O9 Z
管脚排列
! B) W7 v1 h1 _! h1 b+ f
/ K9 Q- S: B4 n& z! `管脚描述
' ]1 P& {# p, F4 z5 @2 t- G% T1 q% f+ X% b' s) i: a: H
5 n; \' |% O$ G7 C/ w样机PCBA尺寸为：77.8mm×38.5mm×24mm，具有较高功率密度。能效方面，AC264V输入典型待机功耗仅58mW，1.5米18AWG输出平均效率>88.3%，能够满足六级能效标准；低纹波，低噪声，符合相关EMI规定。) M c' z" K' E% _9 O
/ }% j* A5 N! o& _0 o样机的变压器，采用了RM8磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。3 _; O( i5 ^ S8 u1 \2 W
1 B2 k! K+ E0 l& t2 g6 r `2 R02、样机特性
% K4 b( W& U$ k7 O: Y
9 l9 d# y, U3 m1 _1 H% Z. R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。
+ U) s5 P: J, _+ Z) o* W
" T: A5 ?/ l6 N& o+ B) f- F2.1、输入特性：
0 z* A! k1 f) B* K" z. O5 h
3 Y, j2 c# I( K, Q6 v1 g" V
) b) q9 f. k- W$ ?2.2、输出特性(PCB END)：+ K; T u" B h
) Q7 A8 F& G& w" _
! \( D# Q% A2 a9 F3 B, {! x. e2.3、整机参数：
4 Z+ ~! T3 H1 k/ Z! B" u5 {6 }% v/ L3 C a, N m
3 H I4 g5 h$ G1 y @- R3 W% {% ~
2.4、保护功能测试：
" ^' f7 ~2 Z9 ~9 {3 t. J8 s
1 H& Q" ?+ [7 q% B `4 l. t9 u% P
6 F H! i2 Z* A2.5、工作环境：
! _; w* `5 t% T4 a* J% y# c4 q+ w! }5 f& C
# G, h/ H' ~) j2 X4 Z; v( h8 H2.6、测试仪器：
4 F# ]; g8 I( b. R
5 ~+ P5 t3 k+ D8 z& W03、样机结构信息
' l- x7 E, E" _2 n7 i' M" ^- q9 ^6 O
1 N% `6 G, X7 S* q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。
- q1 ?% A% z# r" V4 b' E3 I5 ~# f. Q9 S# o. z a
3.1、电路原理图及BOM：. p$ ^1 Q1 r, R z
. I3 h3 m( R. w! V4 G3.1.1 原理图：
; S1 Z& Q4 O4 a5 ^* f* G8 `. _/ n7 n. ~
3 P" e4 p! R& h( J: J4 _7 s: h5 C* E4 r" Y/ I% D! m* v8 s
3.1.2 元器件清单：
6 n G5 R6 @4 ]" O7 d! p# h% f
0 s# G% h7 n" Z" S" k3.1.3 PCB 布局&布线：
* K, i4 r0 @' Y8 @; K$ a9 g# y g2 s& \& }. N$ D
PCB 顶层布局&布线 & ~2 j' v7 H) Q ?9 ?. n5 i
PCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：
* b7 }% T: a6 @+ S8 G, E; D2 T: U. F/ W
3.2.1 电路示意图：
) o( z% ^2 \% K+ P& Z& @" A2 l/ e2 l2 o$ B
% _+ I$ k4 r! @& G; r+ a3.2.2、规格参数：
# o( X1 V6 k, f4 ~2 B( j. ?& T& z9 z9 r8 x8 [
1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；
5 o% _( \% F% i( d2）材质：TDK PC40 或同等材质；6 W! \9 f1 b3 ]
3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；
$ X( F3 U1 f' n4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
& d9 s+ ]% d0 v5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；( ]- b1 j+ p1 J
6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
8 m; l) U! G) v( Q- Y/ r" j7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz)；) y/ u& Z6 t+ }7 C- s
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
/ J4 ^: G* G9 D4 m& t) n9）成品要求:浸凡立水；
- S2 a) _+ w. F2 D/ Z9 b$ V
1 k1 P) @8 J; q. `6 p I3.2.3、变压器参数：) _! @1 \# ^7 Z7 O+ q2 _7 E/ W
. F* j) K5 B+ r3.2.4、变压器结构示意图：& `2 x+ b: w# z$ h/ x, r
- S- h6 Z6 C1 ?1 z( n
8 q7 c q5 M) K$ a# T04、性能测评3 E% R9 Y3 l5 v
2 R. V9 {3 O. L( g' a) R/ |
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。
. L8 N+ ~, }1 Q1 _9 O1 Q% S: m+ d. v) o8 J w3 a
4.1、输入特性：
1 i% n- u" O0 r0 ~& R
* d ?0 P; T# a) K! L6 _1 J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。8 h8 j! l9 x' Z; ~7 |) @
5 y- k6 G" c# V9 y' [) T! G4 C
表1 待机功耗( L b; O6 F d. m: L
' V. z! B. Q: O$ g
表2 输出100%负载下的输入特性
) {2 C$ h+ m- K5 W4 D+ f# s3 Z
& c/ z' D, ]8 U% ^# Q表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）1 v, r2 s( i4 l2 w7 C* p* Q
表4 效率测试（PCB END）
4 K: x$ b. d) P6 L! g8 w% A! [ I* C
! {. R! p+ v7 R4 R6 f$ P" m表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
- t+ F7 K5 J H7 M' h" i1 p" @0 g% H. _
4.2、输出特性：
\; |# J8 R( S4 |- d- j
2 t0 F8 e% y* l4 ~ u' S4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）% S% x5 J1 q7 \# p5 o3 V
5 k p/ c! {' q
4.2.2、输出电压纹波：1 s9 s" D; Y2 O/ o. Q
0 n/ _2 k2 v1 q( `+ s, d! m
注：纹波及噪声在1.5M 18AWG 处测试，测试端并联0.1uF/50V 瓷片电容和10uF/50V 电解电容，带宽限制为20MHz。5 j& C- H. |7 M' }
. M% r& y0 j9 \, A5 B7 P+ M- d2 ^
4 t$ {9 ?' `4 h k; O, s# ZR&N @ AC90V/60Hz,No Load
$ J9 X _+ n0 i4 N( H4 q0 i3 aR&N @ AC90V/60Hz,100% Load 4 g% l: t! J+ H8 A# `) g. v
R&N @ AC264V/50Hz,No Load * T3 q% d. i: E8 k2 E
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load 1 U3 ?* e. V3 H/ r% m
4.3、保护功能：& K- D6 s3 M/ l+ l& }$ O
; H, I8 O% ]& g# z- ?' M1 N以下涉及过流保护、短路保护的测试。3 y7 T: v ^ Y7 g7 T& {& a
. n4 F+ r0 x5 `0 p7 F X! u$ ?
4.3.1、过流保护及恒流特性. ~2 M6 E* y( g% f5 S
' A' V9 C% B; B& @8 I7 d4.3.2、短路保护：9 P3 Y; n" Z4 F; X. _
8 K& y5 S# ?9 R功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
3 V8 g" } w# _$ V+ n
: O+ t( O& o+ d' a4.3.3、过压保护测试：
, N; s4 W/ o8 T( N# E2 O
3 {. G/ n4 ]/ ^! W测试条件：空载短路光耦1/2 脚，监测芯片VDD 电压与输出电压。) Y. R- F( ?: F/ j" x7 p
& E4 P, P( j2 [( J- V9 Y: EAC90V/60Hz OVP
% S4 o, G& `* W6 X+ kAC264V/50Hz OVP
( u. `% ?. G8 y8 J4.4、系统延时时间测试：
1 x9 K6 P0 t: T0 b+ R5 l) j3 [ E+ R7 l
5 G a* O$ Y: O2 Q, t7 G0 RTON_DELAY @ AC100V，100% Load 6 S' E2 y/ A+ U, K! x! h! E" a. _
TON_DELAY @ AC240V，100% Load A1 a4 s) O& x, c4 M
THOLD_UP @ AC100V，100% Load ! F' E0 J s/ @/ f) r
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
; k" K9 L& y0 tVOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load
1 j4 H: n1 y; ?0 K: f$ {' lVOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load
, N% ]- ~: d8 V3 K; l4.5、动态测试：3 ^( L7 H# u) H, p
! w* `* M. c# P% Q# A注：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3A/us。8 G* e- M* N) g! M
. R, ~% \* L! A% |9 }1 F
- C6 w$ t" Z: z6 ]- ~AC90V/60Hz 5ms ! k) O+ u7 B3 Z. x/ k
AC264V/50Hz 5ms
5 p" {5 V8 ]6 ~% j* ^AC90V/60Hz 10ms
) T8 @. h, t! m7 F5 N5 r; S E* K+ qAC264V/50Hz 10ms 7 I I$ f% Q: s/ B
4.6、其它重要波形测试：
' u+ C1 p9 s4 ~$ I0 M6 [. _5 c, ~* n# y$ w* H6 ~7 z6 ^7 b
DRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：
9 F P/ }. U1 @; l1 j, G# }( [2 Q T1 `: ?) N9 C
AC90/60Hz，100% load
9 U( O! I. {3 d) d/ o% r1 UAC115/60Hz，100% load
% A3 \6 b% [) [* k1 b# D0 }AC230/50Hz，100% Load
) @& S0 j) W/ F7 N# QAC264/50Hz，100% load , O4 `3 C; `9 }3 L3 r3 y% B
AC264/50Hz 输出短路
( Z# e) e3 `9 ]: [$ t8 a7 H+ qAC264/50Hz 输出肖特基
! |' ~) h; A, G: C8 Z9 X6 y2 R4.7、EMI 评估测试：
6 M% `) K3 v3 H2 `1 ^. F
& v4 D1 \& n( d0 O3 }输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；( H( p( g* p# z0 ]- m% S5 ]( Y. P
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）0 F* A% [& b& J$ V4 Z) C B
2 J, c& i, B* b$ s1 Z# ~AC115V/60Hz L 相 / m6 b, D* @; U: N& }) q
AC115V/60Hz N 相
) H) ]$ _9 ^) A+ z% V9 v) KAC230V/50Hz L 相
% T4 j# }/ H- `2 @# }AC230V/50Hz N 相
" [+ O* W5 s5 T |) IAC115V/60Hz 辐射
& m' q/ H; i8 @2 P5 WAC230V/50Hz 辐射 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-10-28 22:51:17
提升卡
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沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡