本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑 , s* {9 L0 \& b, q6 P
( H; f8 T% _8 z: C5 ?: A
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。
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7 \: ]1 G7 `4 [下面我们来了解下这个应用方案。6 G; E2 k# b6 X! z4 e* _
. |2 o" s- E* S- G! ~! d+ u E01、样机介绍
% T' O$ w! J* H0 }9 f! c- D" L U& o3 B
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。
& F0 x% s1 g1 ^4 X8 G+ }% @( V' q# W/ W/ }7 k
CR6890A_12V3A 工程样机示意图
( s- y! b6 l* ]( S$ X7 ^. Z7 OCR6890A, i- M6 [$ R+ ~
$ A6 `3 _6 `4 Z0 X; k4 {
CR6890A 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。
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2 d P# H7 e. H* e8 [芯片特性$ ~9 w3 B3 M2 z
. Q) b4 Z( X$ ^4 U● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；0 a! o+ |3 \: g2 X
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
( E$ z1 [- M# @- H" P● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；1 `% L I" p$ G8 S
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；0 p j$ G: ^7 s
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；1 _! [9 B# k9 N. `1 |
● 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。, j/ C7 `3 E7 o
+ ]: Z' ?$ s4 c8 g4 H* E基本应用
3 Y7 F. ]) K3 s$ C8 K5 H
) b) e- o2 a+ W" A1 W2 U6 v● AC/DC适配器6 B9 H; z4 G L, h7 S& t
● 电视及监视器电源
8 F' R3 a& T- z● 充电器
0 N% P2 G- |1 a" i2 g● 存储设备电源! v% D8 R, H) v) O1 D+ S: i
1 B( P" ]5 p" l
典型应用
5 i e$ M7 F; Z3 y9 H9 H: r8 E* e% ]1 s$ S1 L2 ~" ~; n, @1 F
% |8 \' h$ D( o
: b! o' s/ v: J; ?管脚排列
) N! J% O q& R1 J& n5 v
+ B6 f# w9 N7 n" w7 i2 A管脚描述/ I! A1 J1 z( U ?3 `3 X
+ D& z! \! ]; ^4 b/ d
$ m) i# x# E% Z) |
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。' W$ M( z1 `. a |
7 m. E) I- P( _1 A% @% [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 c7 P/ L$ \: K# V# r% @
7 A" E: {# c- _2 ]7 J* |, o& q" m02、样机特性+ \& R" u; w% ~- x+ |
/ k3 U. j( x9 N6 W! Z N! w- w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。3 k. `- o0 e/ C1 ^: `& j
" \: B* o* l+ K% D1 E n2.1、输入特性：) y4 E; J* w2 s' ?* J' R
3 A$ r0 C( v6 H2 g8 O% A4 @2 H
% m. s7 Y6 o7 T+ S+ {2.2、输出特性(PCB END)：
( D. E% U2 A: _/ H" i3 i B% k
, d' J0 n) m' z5 H% T( }( q
. N$ |. `4 T y; q) A; }2.3、整机参数：& r5 M8 Q) I5 J1 U( Z
" L; A6 m( O* ^2 S
C. k4 ~: c) k$ R( J- k3 d2.4、保护功能测试：3 V/ ]0 b" b2 X$ ~: d; c
; \9 v+ v: }* s: {% \: u1 l
- e" Q" o/ G1 M+ Y7 y: B: @2.5、工作环境： e* `0 w" E7 t9 S/ G _
. n3 K8 U1 K% v! b
- ^9 n; J; J' C% Y( g% ?2.6、测试仪器：8 j4 e8 j n5 \7 x' T- i
: n( ]0 s" v0 R3 a' @# ^+ Y+ z c
03、样机结构信息 M2 t7 f' D; T4 J4 @
2 N' \% a; E4 o" w/ V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。! N5 @ C0 ?" E+ T
( G/ P; x' K( f5 T- F0 I O3.1、电路原理图及BOM：) l1 h& X" o" G* a) {
L: L7 M: k+ E9 c/ Y- D3 g
3.1.1 原理图：* j6 e+ W2 v- G$ J! ], O
& Q% n$ j; a+ k2 p6 d
/ U" S1 i/ M" m/ C8 i
3.1.2 元器件清单：
' i! A# c* o/ ^! e3 l( @; c* P2 z8 W: ?* s
3.1.3 PCB 布局&布线：
$ G+ ^7 {0 K- e- J
2 s! Y4 ?; @# f" N8 I; aPCB 顶层布局&布线
% i5 |" W/ O/ x+ S& _) RPCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：8 k+ r2 {& Y9 W6 F7 Q8 m- i4 {
/ I, g/ n" g1 v4 B
3.2.1 电路示意图：6 p* |) c) J6 s" H
9 h& E& A8 `% p5 [: ^) a* i* O; {3 y1 E
3.2.2、规格参数：
; q. @6 f, J5 s' x; h7 q4 D2 N! Y- n* `* c2 D, d
1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；
3 `8 J, D7 E8 v3 U9 f7 L$ `. H" I2）材质：TDK PC40 或同等材质；* h; @& l8 b7 n# ?* w; R
3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；
# }9 x# A3 G: I7 \- G: c, \5 ]5 t4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地; T4 I @% ~/ f: n
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
2 e. ^* g8 C1 }/ S- n: p( r6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；- ?' e! N( g( U( M3 T' t
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)；
! ]$ _7 B# F! i& T8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
: V Q9 V9 }( p( V! r8 `9）成品要求:浸凡立水；/ ?* H/ N$ e3 ?8 l' f0 _0 Z+ K
1 Z4 C4 I7 i7 l, g3.2.3、变压器参数：
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3.2.4、变压器结构示意图：
+ \1 B0 f" w4 G7 T4 J3 ?5 L1 w: |
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9 `8 S/ |" O Y04、性能测评+ P% B5 O* x3 M9 _ J% W: b
( b; s; A# |0 k, U/ A
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 B" K# n% g2 y& w6 \
. N6 c, E" ]8 R Q% A# c1 ]4.1、输入特性：0 r! F9 S* p3 B* G7 l* ^9 i
1 c6 _+ n( T4 n/ i; v0 B( }) U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 I* H" D" g$ s0 Y, k
+ L% E) m% x3 W( c( r. ^$ g8 \表1 待机功耗
: ?4 ]6 ~# a3 L& t& O$ _/ o
* I! k! L) K5 n. ?3 R9 o表2 输出100%负载下的输入特性( ]& d0 }- F3 d5 k- S1 Z
" ^$ C# k, h% B) b k) Y" V, S( s
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
9 P7 E% R& C6 S6 C表4 效率测试（PCB END）5 Z, w6 b9 |4 Z7 j: z3 H
, Q9 r Q! |! ?- m9 J表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）1 W- `2 `# U" q9 m) `
: `8 |3 m" e/ z' J. i0 L9 G4.2、输出特性：6 }2 f5 @1 a3 y" J/ @2 `! c
) B- J$ s1 `& x) _6 ~' ~8 _
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）
. }8 G' L, P6 ~8 F. K6 r% z4 ~5 X! C3 I- Y
4.2.2、输出电压纹波：
% u& x7 c( W0 t- _4 G
2 n9 _$ ~6 Y0 o& y' }. @2 W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& J6 ?5 s- B9 K6 a
' r" A' R3 @; M' p. @- x7 u8 t+ v }( D
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
) q/ K1 r' e! I- [3 _8 MR&N @ AC90V/60Hz,100% Load + F# `$ N' ~5 N
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
' d0 f# h5 f" J, S3 WR&N @ AC264V/50Hz,100% Load 3 ]/ Y1 | D' l4 H- ~
4.3、保护功能：
. M8 c" e" W% b5 Z" \0 y1 F8 w$ \9 m2 i. t
以下涉及过流保护、短路保护的测试。 s5 i. J% P5 K4 D' O9 {0 s
% C" h+ d* R9 }2 l
4.3.1、过流保护及恒流特性
4 m! y( {3 X( Y6 O% K7 r) V" P* S4 n9 X% @; D: {
4.3.2、短路保护：
+ w8 g: ]8 J5 h; K7 d- F+ s0 }! p8 T/ `+ ~4 ]# i: N' y
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。3 m. D! Q+ o9 F: ?% h2 Y' X
7 j/ g, ^# V. I T8 W. ?% }$ r/ G4.3.3、过压保护测试：
( o2 W0 _3 h' h, Q* V
. |, Z6 p& q: e( R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。
3 P ^' y( O. O" d7 w
! P; R- w3 P! [3 g: m. N8 [AC90V/60Hz OVP & l5 l9 X0 [4 ]4 L) M
AC264V/50Hz OVP
: H5 j" ^9 R+ h0 R0 Q z4.4、系统延时时间测试：7 p' c' n9 G7 K$ [3 ^0 G
9 \# \/ W8 y/ Q5 p( D3 x; Z8 E+ N; `. q- [" T" i8 X2 g) G
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
. M! l2 H0 V& e1 hTON_DELAY @ AC240V，100% Load
: b$ q8 O% ~6 g; G$ M0 {" F4 GTHOLD_UP @ AC100V，100% Load
* w* {( O0 y6 U. t, b; QTHOLD_UP @ AC240V，100% Load
) `. {! G6 J- @$ XVOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load
$ G8 w5 _& B) iVOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load
6 t8 C' u3 O8 E) N0 L" D4.5、动态测试：
% ~! C/ _+ b3 [: ?, B# H4 z7 g) X! g2 @; _# M2 {* ~9 m
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。5 w, k- W) M4 R6 E1 [( |, z) P! y: s
. i' W' w" ?/ {& x
6 Y3 a2 i! q$ ?; l5 i( F, D# i
AC90V/60Hz 5ms * N! i W! v; P# q
AC264V/50Hz 5ms * N3 \. r' L0 f: E* C
AC90V/60Hz 10ms & {( _7 [& F6 l: g" Y
AC264V/50Hz 10ms 7 i$ R7 t) U4 m
4.6、其它重要波形测试：
5 M: E- i1 F8 A& E; Q8 h0 y7 c& W0 m s& k
DRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：; Y, b' o: M+ N$ I& y
% d& x8 N- ^6 AAC90/60Hz，100% load
+ W0 E' s8 R3 n7 Z2 q) T6 _AC115/60Hz，100% load
) f' q! d) h5 G* e# KAC230/50Hz，100% Load
1 m1 p) Y/ g/ T6 G3 UAC264/50Hz，100% load 1 U" |' ?0 C1 Y) V
AC264/50Hz 输出短路 e; F3 r! Q ^
AC264/50Hz 输出肖特基 9 T1 x: V& V, i7 _( W
4.7、EMI 评估测试：9 u* L% H: d- v9 D3 I9 N3 _
( U( }/ Y6 ^/ v, \' K
输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；
/ \( G9 k: i# B9 u限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
) B0 P" S' o7 f1 W/ H$ G7 J g+ V! e+ R9 D; X+ O8 e7 B
AC115V/60Hz L 相
( r0 [/ a; W) F$ M7 NAC115V/60Hz N 相
# Z+ M+ W- C# ^* I$ _AC230V/50Hz L 相
% E) \4 K+ l1 j( [$ z7 rAC230V/50Hz N 相
3 M0 }0 o; r. N. T6 ^AC115V/60Hz 辐射
. a* }* f$ I1 @( c; k4 |AC230V/50Hz 辐射 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-10-28 22:51:17
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡