本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑 * S# h% K0 \1 O) Q: @; g+ S+ T i2 {
% t5 a- ^# t7 ?+ r; y6 p
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。" W% Q O! v4 m$ p3 `) y, N$ p% X
9 K7 u4 C( }% r$ m下面我们来了解下这个应用方案。
5 `1 I& N5 x+ j ^7 O. O
6 T# [# g* h- V' D/ n1 X01、样机介绍
6 H6 l3 M# X7 M% V: S% u- V( u$ `( v: Q0 S
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。6 q& ]* i0 I1 A
4 _ N) x! x# o: g9 e
CR6890A_12V3A 工程样机示意图 - [2 A# a/ ?* K. U7 E2 R
CR6890A( P5 s x5 {1 M' c
, \4 \7 s% X: W& [; v- S
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。
& u }4 q; j, {5 M/ t$ |4 j. ?) P8 m7 X$ U. D
芯片特性
1 E1 R" m" d3 d; @ ?! a z1 I9 {, A, H1 H! S
● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；
2 i6 \$ W" y+ [1 k; O: t3 S) A! \● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
+ V3 g" X6 k, Q6 n3 m● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；+ R5 m1 R9 X% |! U" \ R R
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；, Y8 l1 k5 G! b: u; r$ A( Q
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；1 P( C) E/ Q' B
● 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。
' r! d/ c/ b6 p2 V$ A7 v0 \
; ~4 H0 C5 z0 F! _) q' k" j基本应用9 S, P9 \* Y- X" B. p
- `8 l: T2 ?" u
● AC/DC适配器
: {% g, j) E" [9 A2 r3 p● 电视及监视器电源# N8 N7 b& g; Z4 J/ p1 D
● 充电器/ L. K* a# i1 y' S/ v0 g t1 M
● 存储设备电源+ P B5 ~1 O5 f6 H
6 r( M% C A% O' r, w% S5 U4 J% E4 k7 f0 f
典型应用2 A# i# Z" }2 K) A9 `
: V% ^4 `. v/ N4 G* |9 K: z, L8 b W1 k
& q: ?0 o8 _7 H ]: i8 i# x
管脚排列- j# C9 X0 E( V
1 W3 S" ~! f$ o/ H0 `
管脚描述 B3 ]$ l6 D2 @+ m' u- O0 f: ]) v- C
6 ^& X( [" m: h9 P3 B8 A& L3 d9 c, f+ _5 k2 N( C- V
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。5 S1 O' G# m: L8 d8 ?- v& o
; m. x+ t; `: s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。
9 T* t% v4 U6 v) G
! I! p/ `$ C3 u; |02、样机特性
8 u2 b0 ^: t! P0 \# {- H& E' i' [9 }9 Y
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。
' J# E( }# ^) ^% g6 J- _: ]' ]% S2 c2 K$ W2 J
2.1、输入特性：
5 E8 ]3 m. L2 o; k* ]% Q5 ^* x* {% M
, ^5 D: \9 ~% s5 C2.2、输出特性(PCB END)：- a: ?! y3 v' D
4 E7 _8 u1 i9 ` [8 L5 {
6 `5 c# T/ `6 b7 v
2.3、整机参数：3 Y- ?7 u( w0 e5 v$ Z2 @
8 w2 V+ i+ V. j* U/ W7 V# u4 E1 W" X1 e' q6 z. r
2.4、保护功能测试：
N# c% l2 Z+ o. E r; N+ u0 W& n8 o4 ?: \
8 @" j; d7 v' u ^) [7 S) P
2.5、工作环境：
3 |2 \5 f& Q# i1 j" M: u( X$ d) f- z+ R0 z' d
# e4 w" P7 a- n: T/ J; b" M2.6、测试仪器：
0 w ^/ m8 V# t4 d
1 e% ?3 }& l$ _03、样机结构信息
% G3 ]7 |- T( v: g6 A' H) T) f' |( _/ _8 L7 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。) k& N9 B; _ z+ A6 d% B
- z# W" u7 U7 W1 }+ t; \( Y
3.1、电路原理图及BOM：
+ w$ S( ]/ u6 U, q. f0 _6 J
/ ~' B- R. v: s k* ]* \. _0 Y3.1.1 原理图：
3 q1 k; A; u: t% H2 f! @ F
, Q3 b- q* I; l+ N
" D$ E& ~# {4 f& w; Q7 S3.1.2 元器件清单：
% X# j$ S3 I" d* q% r" q# R- A" W0 ?5 G2 ^$ ^5 d) n) c
3.1.3 PCB 布局&布线：
; N$ \; ]9 n' P0 @( j$ @! p, ]9 z- }4 V: X, R: z
PCB 顶层布局&布线
! ]; d C1 r5 Y( ZPCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：0 Y5 N, w& @2 `/ Q0 ?% |6 Y% h
. L/ g' i! S6 E9 g Y
3.2.1 电路示意图：/ {$ D6 ]' u" k; ], ^
2 l: l% T9 c& w% c# `+ v, N; c4 Y X3 q6 h3 u9 F6 F6 K ]. R3 U0 n
3.2.2、规格参数：8 N( H# b5 A3 F6 m/ j5 N" C
& B6 Q3 Z: x5 k3 ]
1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；8 W5 s0 d6 @. o) n
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
, w: Z. v5 u& O' @* o3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；/ i7 [! H5 X) [7 O' M+ S
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地: ^: Q! L n5 c" [3 d
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；3 a" o( [8 Y7 B
6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）； D4 a9 F v+ @8 r# u. }- v( t/ T2 L+ }+ }
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)；
. q0 |' m# A* Y( D I8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；4 V! `, {/ }+ g: l
9）成品要求:浸凡立水；4 U: N* L/ f5 r$ B3 F% g) j% f! m
: L @# C4 m K. i+ E6 O! m
3.2.3、变压器参数：
! Z6 {3 l9 Z* X' I# ~+ a
) y, o5 {0 h4 A4 U3.2.4、变压器结构示意图：
# d$ ^. O4 J! o, \5 C8 f5 ^+ a" F% I3 `* z* s
& y, l/ J/ T, e0 K% k04、性能测评 \, C; |/ }; ]* Y9 ~# U
: B# ?8 v1 `1 l% z6 p+ L9 N& j
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。
( ~: h8 m' d3 Z% H* m5 g1 k! K, @0 [9 t! N
4.1、输入特性：. ]: ~ s! A% v& e+ I0 }
C/ M9 b9 d0 V( P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。# ?; K8 I* \# v% {3 h+ `2 b
* Q' t+ V# a$ a# N+ c表1 待机功耗
( `" Q' q" w, z5 S; K
8 j3 Q0 Q) p# [+ h7 ]$ `表2 输出100%负载下的输入特性
0 X. V- S& F4 K- R1 b) d* S g/ t- S3 t: B2 X* X# B+ Y1 _
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
+ |6 Y2 J3 Z( I4 K K6 M. P9 v表4 效率测试（PCB END）& p& x3 ]2 z9 I, r3 W4 L9 n8 }1 I
0 L7 U* y: }! Y/ \4 F# V
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）+ M" |7 M. ]% Q" ~( T" C
! H3 |: }6 w8 m, z+ e4.2、输出特性：# P0 }" u) Q* d1 Q5 s% ~+ M) M
0 @" [) O( T$ y0 l9 L% N4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）' M$ l. \6 v! h
. f7 b# a U* H2 G! U
4.2.2、输出电压纹波：; P$ X8 O" J. B+ H2 O# \) x' m# ~
( P& z: A# s* d& {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。9 i3 t# ]& q0 ~
6 Q& [% _3 L4 ?
6 p( T. J6 Y( k3 L) [+ ^
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
0 A! B5 j Y* G! N9 cR&N @ AC90V/60Hz,100% Load 6 }4 _& q8 w* a, i4 k
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
$ H% x3 v5 x: E- DR&N @ AC264V/50Hz,100% Load
) ?5 s3 t% j% z) [* c% R* {* _9 }4.3、保护功能：/ J4 L2 I2 y- P v# w5 N
/ V2 T4 f& X2 n/ f- B
以下涉及过流保护、短路保护的测试。. `6 s% ]9 V# z) i0 D) |) z* @( ]
, y0 g, A* x. Q- e2 o4.3.1、过流保护及恒流特性% a' w$ \5 ?" o4 M1 W+ h$ r' i! R
0 {1 v1 k, v# R! {3 t
4.3.2、短路保护：
. T. a* _2 {1 i6 ?
5 z8 e; r# E d( I! [( ~功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
+ N% F3 F5 ^7 G t' B$ ~( z' N! k" O/ v6 D0 w5 Q
4.3.3、过压保护测试：8 U3 d% n0 b* {$ q+ j
! V# |) D5 h; ^7 ]( 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。
5 N1 q0 ]# G& C7 v" Y5 M3 f, a$ i) ^8 {- B( Y
AC90V/60Hz OVP * j' S/ e5 w! N9 m9 t" r' W
AC264V/50Hz OVP
7 k4 C+ B5 l6 M. L( [0 y4.4、系统延时时间测试：9 u9 s1 M- y3 E- I% c$ T; I7 Y S; A+ i
+ f" t, ]" ?. ~4 i, y5 N A, w4 @$ |8 I8 \
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 1 a G! @: X, `. B
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
' B$ z1 ]* x7 k7 M* p/ hTHOLD_UP @ AC100V，100% Load % e* @+ @; C8 M8 G- B2 W
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
5 o# Q4 L- ~! YVOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load 2 y' r8 C# h W8 u; ]. g7 Y4 i
VOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load 7 Y7 A1 j+ u2 W& H: ]' b4 {
4.5、动态测试：5 `2 s3 l# d" W/ d& [
: c; J8 |6 N0 F, D# C! _
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。' k7 {" K. U$ a. F. [
. y4 E9 M0 ~# f V" b8 p' f$ R+ ]
7 G5 ]% H) G' xAC90V/60Hz 5ms # `5 ?, L! F5 }/ R( L+ _: F
AC264V/50Hz 5ms 0 G4 R" G) [* _& A F% N
AC90V/60Hz 10ms
1 G P2 n* b. M, K, b7 f5 PAC264V/50Hz 10ms
Z: M" Q u0 j) V8 g( G9 G4.6、其它重要波形测试：. y$ X- }9 r2 r2 Y- l( }
2 _4 e/ I8 @1 zDRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：
% c5 E O& Z4 `3 \
$ @' z: A/ u/ e# U3 d+ G* M+ \( H% H( _AC90/60Hz，100% load + c- C2 ^2 z4 j0 L* O
AC115/60Hz，100% load 0 K" B9 B) T+ q6 T
AC230/50Hz，100% Load
5 _7 |0 A2 L. JAC264/50Hz，100% load
; j4 f$ `6 v6 y- B# _6 qAC264/50Hz 输出短路 ( c9 {+ P. \9 l- D' ^0 i
AC264/50Hz 输出肖特基
( f, X0 C0 U- I/ ~2 Y2 e6 E4.7、EMI 评估测试：! y6 l; J1 p% q+ d* |6 ?
8 \, s4 B/ A1 w" J! r# c
输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；, A1 C8 }" @, E z* y
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
! z8 n% l m% a
N( J! {% c3 [# }AC115V/60Hz L 相
! t' N& G, X& M) X1 {- q' Y, nAC115V/60Hz N 相 3 x1 S- T! g6 n& w8 ]6 |
AC230V/50Hz L 相 6 W5 F2 [) Q& T/ S$ r; E
AC230V/50Hz N 相
7 y9 G+ K m% T: @AC115V/60Hz 辐射
' j. w8 O9 Z) }* S1 L9 s* }! X6 SAC230V/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