本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑 + K% ]8 G: w0 Z L
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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。
( y: B4 c- j* ?- m2 ^3 Z; |5 c: Q4 i& I# r) q* g5 B. l; a# r- V
下面我们来了解下这个应用方案。! [% Q" G6 X8 y e) J" `9 X8 o
) |- D9 v, k6 c/ W7 ]& x8 u- [01、样机介绍0 A* E' t5 @6 N) I5 b. ^- g( V% @
' H+ n/ ]& U4 k7 O. i' {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。
) T' v* O/ n$ N5 i' q5 L$ n6 J) o# C( n
CR6890A_12V3A 工程样机示意图
) _6 e: k: m2 H ]: b. I' CCR6890A& j: B+ a) Z1 A7 p; I
! Q! H- G5 Q7 fCR6890A 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。
& N/ d, F+ q, Q7 G5 o, R' A8 I
' R* ~2 R! H7 y芯片特性" S5 M* c7 C O; E
1 M. V/ ~$ O8 R+ L) B) h: F
● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；
" f& s+ q4 T4 h5 m# J% `+ N● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；% J! ^$ V$ R' w: W2 {
● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；
9 G) U, K* w2 ]2 }* T+ ~+ U● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
2 l4 q2 V Q2 c1 U● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；3 h% ^ E( ~: Q2 u+ Y s( c: K% `5 c
● 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。
4 _! X$ a/ w7 C$ E0 x8 W9 d) O5 R$ _
基本应用* m8 B( C/ p, L* E7 c* q* o+ i
0 B, T+ x9 b3 E. L! }( U
● AC/DC适配器, p# d+ a3 i+ o( r
● 电视及监视器电源
* Q* \7 ]' }7 N6 d8 ?1 G● 充电器9 G/ k n$ u. M! l+ ?
● 存储设备电源
5 ? T0 J! k0 s! [$ ]. j, y- O, H d& L# w+ [! H5 w& O1 R% u3 Q F J
典型应用# X! w5 \ E' p
3 \# O9 {- G& p: ?- E$ V0 T
$ f! g9 S2 d) L& C2 d1 l% h1 h. l( w5 K' c9 P- X- f
管脚排列6 n% ` r! B( P6 y) @& K6 v( a. H
+ e2 u) o+ N7 g+ i9 g
管脚描述9 p8 F% a* Z( q. G5 ]6 n* |
/ H. ^" f3 c' y ~1 l% X
! X" k/ `5 H/ R' s! t: ]% |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。7 y( m4 ?9 ^" G% s7 W/ c) _5 y7 w
* |" N& L$ p% Y1 J; ]% z& |/ f; x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。
! A9 q: \) t0 }6 A& M6 s% R8 _3 Y6 ?" Y: i
02、样机特性3 j& @- K2 Q6 b; }
' G, D2 N8 J" Q" 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。
" ~) v a! s3 P4 N5 [8 k% x% _: ]- Q0 m* n( d
2.1、输入特性：
" W& p0 P; y/ J6 V. U% k7 I) l
. s% r9 ]+ B H4 n9 Y1 [% P
$ H$ m% v4 k0 x, F$ X: ^+ F3 A, V2.2、输出特性(PCB END)：% A! s* e: Z7 i! {- ?% z3 v& Q
: A2 m% V: E5 V0 n' D9 M$ ^9 u# W4 ~: z
2.3、整机参数：6 x% u/ S: u$ @: U2 `3 M
3 }. |9 a; [6 H
0 y3 \. J# U6 V1 h5 o3 H& s7 o2.4、保护功能测试：
% w3 b9 n" C6 N, R) Q& K) ?. t) `& L5 k/ a: ^; `
, `& E. c8 q/ O, m! @" i
2.5、工作环境：! D2 T* z, P& t: q, m
. x. N" Y) x7 |% l3 z0 ]
* t! U% j% m$ d* j2.6、测试仪器：
) o8 G' z/ S, x; h' T. Y9 t, l2 u R! B
03、样机结构信息
u1 j$ v8 c# R( i& l
- I! i" S' Z1 {& y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。! [8 `. e$ W8 u/ ~$ R: q# o- _
; ]5 {$ ^. s0 w! S
3.1、电路原理图及BOM：
. {5 A0 X$ c8 V! T% }4 z% ?9 l8 Z6 y) V. I) x6 b6 H
3.1.1 原理图：$ N8 H0 `7 N( J3 a2 ~
- |; @6 o+ g' X6 m$ X. l6 R% `3 Q$ l- c
3.1.2 元器件清单：
( @7 ^. h! u) j! g" K' G& f5 u8 K/ ^+ l. I, u5 i- x
3.1.3 PCB 布局&布线：
. ` ]% E0 Z* q5 x* T2 | Q# H6 {3 }, I* y$ D# v6 P
PCB 顶层布局&布线 5 C& s. {7 a8 I# \
PCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：& a) Z9 F2 H/ r8 [- f
# t8 P* }% ~& j5 N( E! t6 `3.2.1 电路示意图：
6 r1 o, q! A r& N# B6 ^0 ]/ m" v. u
4 K! W8 R1 x% I9 b/ C3.2.2、规格参数：2 ?( [; x4 ?- s' t- e
/ k4 J9 |7 c. T, N* p1 P: G. v2 m3 h
1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；
* K1 S: g4 N0 p; J: C C' p" L2）材质：TDK PC40 或同等材质；) H c7 }) A- h/ F1 h
3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；! }# D, n# W. w( o
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
; {8 X4 M8 d9 b3 \4 U+ B0 |1 `# ]5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
& K1 O# P( {+ j- w9 b( ]% U6 [6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；6 v( G3 ?- f% _
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz)；8 q2 O8 w9 g! d% S
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
2 @# J! R: Y; e ]7 F: B9）成品要求:浸凡立水；; ?4 X/ S/ Y$ ]7 s% |) }9 l
1 t" s" p1 d6 @$ q; X# n/ u7 K' r
3.2.3、变压器参数：
5 o2 U: k6 B& _& u2 J3 ]6 C6 A
+ ~9 \+ l1 [1 ]1 Y$ Y' g3.2.4、变压器结构示意图：: R/ c" Y7 v P7 n, i: U; e$ j
$ Y; ]4 A( p( n' M
- N9 [9 A# e2 W3 \0 B) \04、性能测评9 I# E. @/ @3 E9 \4 @
: x; t$ b- F$ M/ M* E1 U* g
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。2 t5 R) z# Q; c8 o
0 j' ]. n( z9 i) g# L% S& g8 ?
4.1、输入特性：
, z& W1 e, w, U# N6 Q( g! J) @5 u" P' R+ c0 F
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。+ w9 X! l4 {6 ~! \2 ^. [
6 S1 V4 H! D; d$ o3 k$ b
表1 待机功耗
1 v. f3 x- R5 d6 D4 K! `% W
$ }1 P& B$ G& K- I表2 输出100%负载下的输入特性7 {* s" m1 ~' k, E+ b# u3 e( i
K3 V4 w2 o9 j8 F# g3 Q, I
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）" P( J/ r% W! e; @: ]9 a6 u2 V
表4 效率测试（PCB END）2 q4 ]7 H! o, C( B8 }' X
$ o# w9 d, @: s: w+ `) K5 y
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）- z, T# z0 w% q" X
& z! D$ O, ?6 O* I+ t4.2、输出特性：; p7 B. n; c0 Q) _
% a; r! s) x5 ]5 a9 _! W* q% z% b4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable） y3 O2 o; _2 Q2 a6 q
9 P4 M, B3 q/ J6 Q- A u# B
4.2.2、输出电压纹波：
' G" |3 s3 }5 x* X9 a8 d' p# {+ 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。
% x: |) O/ F7 Y+ G
: a7 h9 w# D S" [6 P% v8 B- b# {7 l5 d B7 j
R&N @ AC90V/60Hz,No Load # B. ?6 p- z1 Z7 T) c3 Y! [, u
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load + V; u, M! U. L( k0 m
R&N @ AC264V/50Hz,No Load 6 c- _% o8 m% g
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
# ~# {% U0 _, t" | A2 p4.3、保护功能：
' k6 j8 d) L+ y) L# _9 M. s3 g
* A( f" G7 V' ^2 k" q; V$ D以下涉及过流保护、短路保护的测试。
3 ~0 t) Q m [. W* s
/ Y" r0 Q; k* P; x+ Q& ^/ y8 G4 V4.3.1、过流保护及恒流特性
- t |; o' |8 M' w' [( Y3 Q, S
4.3.2、短路保护：
5 l |! O) O" n. U I. c% r) X ?. L' _( L0 C. F6 W ~# S
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。0 \7 P( m) C2 t: U
# F ?# O3 I4 {
4.3.3、过压保护测试：
; v6 U( U8 P! s5 b. d5 `
7 S+ m: J, f2 b: Q9 `" A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。
/ i$ V+ X: I: r1 O7 u) Y1 |& A4 G
0 i) X; j# A) y {7 Q1 k# d4 Z) XAC90V/60Hz OVP
" R- |8 X# U5 X |; LAC264V/50Hz OVP : ~ x- p' _) s1 o2 ^
4.4、系统延时时间测试：
6 ]/ M6 A* K4 T- E5 [6 m. e$ _( w. @6 h( W+ \$ D1 b7 x: |
* ~# [$ R! h3 C1 g, p; b0 J
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
( W6 m K! |& g% kTON_DELAY @ AC240V，100% Load
0 u$ `3 \5 R z5 PTHOLD_UP @ AC100V，100% Load ! {( ^: U, m8 a* f8 Q; s
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
; N6 s6 u& T' v* |* W! |VOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load $ U( U4 g! G0 w2 Y8 j
VOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load
1 A5 o4 V8 T! H' G4.5、动态测试：
1 [0 C; G3 ]) D. J6 a1 k1 v2 A9 c2 x
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。
/ T4 g* e3 B% P4 B7 g/ W, z7 j+ I
) I' W. b) j5 j. eAC90V/60Hz 5ms * ?" s) p; M# N0 x; X6 [ U
AC264V/50Hz 5ms ) D- h6 k* w9 ~6 Z
AC90V/60Hz 10ms 3 y: [ n1 W5 W& |, C9 m% W! e) b
AC264V/50Hz 10ms 0 i5 t, R9 E8 A1 m4 u
4.6、其它重要波形测试：) ?2 a8 W* A: Y- h, x' m8 C
8 F5 c4 f: O; ?4 S% r" d1 W% A
DRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：/ ], r2 W# Z4 u* u4 b
7 ^/ ]1 |$ s* J* s2 r" }AC90/60Hz，100% load
. h5 m1 [- F5 e6 _& C8 ZAC115/60Hz，100% load 1 r/ ]8 ~) G, B( e/ w! G7 x
AC230/50Hz，100% Load
8 z. r, K: g0 BAC264/50Hz，100% load
" S" z) T1 j) \. P* ^% h9 c3 q1 `AC264/50Hz 输出短路 5 A$ ~5 s4 F9 G7 l9 q3 o8 }
AC264/50Hz 输出肖特基
( Y' h% |( c9 o6 b) V6 z) W4.7、EMI 评估测试：) L. H. F- G8 e
7 Z0 Q. s3 d! o输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；
, |( f# {+ K' E2 k1 p限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）( U" T+ [+ c( l) C
! k% ^2 l0 `8 g4 k9 ?- ?6 _" sAC115V/60Hz L 相 % f* J/ F" w* B% I& N7 i1 k! ]
AC115V/60Hz N 相
' m Q$ n4 g" i8 I& Q, m' F4 A8 ZAC230V/50Hz L 相 * h5 A( \) E, V# A1 Y" Q
AC230V/50Hz N 相 . S+ U; H8 M6 l2 Q/ v2 I8 p9 h! R
AC115V/60Hz 辐射
) d1 m$ T% ?- d _9 t$ ^) KAC230V/50Hz 辐射 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-10-28 22:51:17
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