本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑 ) z6 ?" s# W) y- P
2 c; s6 |# c: @" x
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。
7 C8 G, @% e2 ]/ R# ?' r# `; S8 n5 ?
下面我们来了解下这个应用方案。! S$ g- }+ r2 ~# _4 ^
: Z( _7 o& k( }' S
01、样机介绍$ E* h- o1 A" X Q
" e% G9 U+ r6 j: w1 O$ `6 O' q
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。' B( w: } |/ G7 g2 q" _
5 V0 T8 H$ w. ?3 E0 D. R
CR6890A_12V3A 工程样机示意图
1 b1 q3 u ?8 k* }" C0 [CR6890A
# I+ h4 ?' V: r. c. b3 k5 ^. x' v& U2 J
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。
& E; _* C/ o8 Y6 m' J6 \: W2 ]9 L2 @% L
芯片特性
+ y/ J6 b/ ~4 {8 y% ?! O- W
2 R( r8 O( t$ V7 Y● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；
: C( O# B y& G● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；0 C6 Y7 v- K8 _* t; Y) \, H7 g
● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；
1 X( o; t3 E; t1 t# B● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW； {6 t9 O* {9 I+ V5 p
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；* \& W1 K7 o) K. v4 `- q
● 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。 J3 c% t% {9 d, a4 D5 k
0 X, J% s& w! v: J* W( o
基本应用: p! O( Z: \& Z0 Q) Q, u9 i
0 J- B; d0 E+ f● AC/DC适配器
: q$ U) }+ ^9 K+ Q- d* m% z) a! G! X5 N● 电视及监视器电源. S8 |$ |# j: i9 O. E. _( s
● 充电器
& Y/ K7 k: L) q1 i% b# o! s● 存储设备电源$ ?9 N$ S" N( K+ d% L
) e+ t m4 [: k$ \- z: T4 t
典型应用' y* }; y# B- b, ~: x
+ ]9 Z2 C1 @$ b1 |" x) @# ?4 B1 F/ l0 C: a2 @
7 U& ?, \- x0 E) r: K/ Y
管脚排列
( E( b: p5 i+ t5 l
+ K. ~4 H: q* c, ^" G1 p/ j5 F管脚描述
" O, x& O4 \" i4 U" ]0 J9 f) m( s7 a
2 l N. g8 e7 S# R, Q; M
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。
. X8 {$ @% B* y
1 A& g% M6 y) i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 i1 K& a2 m; X% \4 D1 T
2 i* R. `9 [- g
02、样机特性1 m9 k7 W9 ~6 W/ w$ M
( D* r" f* D' M: f4 t& m9 c
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。
# Z9 p+ I* T0 f0 s3 Z* P y3 W+ J/ m7 C+ A
2.1、输入特性：. I& L0 I# w) R6 d& C! K! A0 k, c
: t" n1 g5 r* _+ J
3 X- d. U) @( a. B2 D. Q2.2、输出特性(PCB END)：
( Y/ B& ^3 T; N1 O0 t1 |) p) X( m
! y* W4 {' r1 q8 [1 f1 M5 x+ f) K3 f& a# L& }- I& j
2.3、整机参数：$ q# t) K' U; @& x( Z
7 N/ b2 @1 [9 R" N8 }- s- H( M1 | N: U7 E4 ^! q
2.4、保护功能测试：
9 C* \( g- m: S1 A' |% c# Y5 Z* l5 Z% z7 g$ l6 j, T
2 |+ C% q" V# t
2.5、工作环境： ?1 T/ t! {3 f. ]* N! h4 p
; |8 j" x1 u0 ~2 Z/ ]
7 L+ p" V: R4 V4 v2.6、测试仪器：
" ~: `. W; m! [* x, C+ C
2 I- t E" w1 _2 d( k* P0 H03、样机结构信息
% @1 m1 P* W# r( j9 F* N9 `' I$ t! J E4 H, @ D' b8 A* n3 S
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。2 g6 Y2 i& l+ z4 |
* N% N+ c( e# `6 k. T
3.1、电路原理图及BOM：
/ T4 B' H8 d5 c* C8 i0 o, j. I4 q- V% h6 m! z' ]$ K
3.1.1 原理图：
9 o2 |: r+ Z0 S* m; d; v! d/ B( c# v) F+ b
& [- U. c% a8 ~6 {& k# p5 R# t, s3.1.2 元器件清单：
@8 {2 o/ c# r" G( P( |' z2 ~5 w" o0 T; m. r5 s1 N% V
3.1.3 PCB 布局&布线：
9 x2 |0 R) }$ l% i P) G# L+ H" B9 h, C% n3 X7 r; a6 \; T
PCB 顶层布局&布线
* L0 Y5 t: k7 @PCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：7 C: [* b, U4 ~: C1 f8 W
. f/ o$ W" U) K2 i( w A$ m7 T
3.2.1 电路示意图：- l1 o" W* y- [5 d: @
7 k! u+ h, k$ H9 Z
- H7 ]" d- g/ P) ?3.2.2、规格参数：) q4 b' M& o( M% R1 e8 X- }9 B
' Z% A1 O1 u% o6 [ W' z+ p$ Y1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；
7 z! _! T" x1 \2）材质：TDK PC40 或同等材质；
Y/ p6 o; b0 X( S+ ]% @5 h3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；) ~# Y/ C/ |: J* U( Q' j( \- C
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
2 Q% r9 t: l+ X3 x% v, a4 }5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；. E3 l6 M! R& n: w3 u; C
6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；- ^, U3 Y' M4 U! N
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)； D* C2 k! T7 h$ G( n9 L& F1 s# }
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
, d- ], l) N& k8 h" K1 k% m9）成品要求:浸凡立水；8 O7 h% Z$ {, ^5 i: ]) |3 f4 Y$ _
+ T J* A5 n1 E5 T+ I! Q
3.2.3、变压器参数：
7 ~, ]+ x# n' w3 q. B$ p1 {6 l2 y/ n' I& j/ \- `. z% y& R J* O! k1 n* q6 |
3.2.4、变压器结构示意图：
0 j3 e5 r" d- o2 X9 H: a) L) j3 I9 D, Y6 @4 ~
1 `( z, x* g" y* s% ~3 o+ t r) f04、性能测评' L& D8 \, a8 h" K! }
3 P9 L f; d) E8 S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。3 M: [$ h1 I( D4 M% _( q* k' v7 v
. f8 M5 F1 s+ @# W1 Q% K+ j6 h4.1、输入特性：/ _2 j n; ^' O, X# M. G
5 I1 g l9 B3 K! h" f0 p# Q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。: E. _+ [/ t/ u& {/ h7 B ?2 s1 M
/ a7 C9 K- Q+ K! n0 J! C+ r H表1 待机功耗
4 O% c" c# E. r% R- D) l1 _
D0 J6 d" E' |$ Q9 X表2 输出100%负载下的输入特性
+ j3 c' j* G! y! C5 Q$ d
4 [& G/ z' P7 M* B+ `表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）8 ]+ y6 J) _9 w) V/ ]
表4 效率测试（PCB END）. g7 C7 C' v8 ^+ A7 f
! N+ L ~" n7 O# `. ]
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）3 C. s' ]+ E) W9 N
% L! [: Z% W5 N$ a: Y4.2、输出特性：! B/ J1 @( n L0 M( l
1 h! d4 m5 `" `( ?) `6 D4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）
' ^2 n+ ]1 [2 P0 w1 s: W
: l' r) a) @; I0 v( C8 b4.2.2、输出电压纹波：
, F; m; R& M4 T
2 A: b# Q( E# \! H! [" ?4 a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。1 U" w8 Q; x$ X+ o- g4 Z
; w# d; O7 c2 z( Z1 |- s
! t7 ~' P6 ?' T; ]2 ?R&N @ AC90V/60Hz,No Load
9 U+ s# A, x9 ^) r; Q% yR&N @ AC90V/60Hz,100% Load
# ` m/ o* n' g; jR&N @ AC264V/50Hz,No Load
" C" S' e2 a- A/ _# GR&N @ AC264V/50Hz,100% Load
5 c/ }9 Y6 f ~4.3、保护功能：) Q2 Y) T7 M4 @1 }4 J( a# a
4 |- I0 A2 h u6 a2 z' Q' D+ W. e以下涉及过流保护、短路保护的测试。 g A( `* f [. E6 T% y0 B
( M4 x( l+ P! t; _0 v# Z& }4.3.1、过流保护及恒流特性7 `+ a$ Y. J+ {; _
$ A% U$ P5 n+ F j0 s; f" e \
4.3.2、短路保护：, D" w* h4 `" U: Q/ g1 e
2 I, m6 s. b% T功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。$ Q, a3 B ?1 Z+ O2 D. B
+ D; w' n1 j3 t0 s1 V
4.3.3、过压保护测试：- C( `' b; l; q; G5 K* m+ C3 S* ?
, [' J, v% {( n) I- [2 H. n! 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。
+ K+ c0 Y$ L& }( p- X& h2 m( I8 M3 ^8 R W
AC90V/60Hz OVP
# s" Q3 ]9 I. C% DAC264V/50Hz OVP 4 K: j/ _4 Z y* d) D- Q+ l
4.4、系统延时时间测试：
2 f2 w0 T) h2 Y$ @/ L2 ~% R1 `1 Q2 D) Q) ]
# |# z1 p5 r: n( O4 hTON_DELAY @ AC100V，100% Load
- V" W8 t2 v/ O8 BTON_DELAY @ AC240V，100% Load # D& l1 [2 I5 ]
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
* \# E- R l( t8 @THOLD_UP @ AC240V，100% Load
" P1 M7 ?/ p9 J: Z8 TVOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load % M9 i$ n7 `' Q8 G
VOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load
/ A! T& g( u6 J" {4.5、动态测试：
6 `& V) K; I b& o, k& g% o/ ~% q$ ?% F E
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。
3 [% k& z5 s8 _( s8 v/ ]$ C7 `9 I# y: c
: X, ]+ b" ^1 r1 |, H. vAC90V/60Hz 5ms % V" ?4 y$ h+ F
AC264V/50Hz 5ms
4 B4 u# H3 N3 o& k0 } XAC90V/60Hz 10ms % P9 M) D/ ^$ P, `! F$ c$ n
AC264V/50Hz 10ms
) q2 O7 K/ z; A& n% |2 ]( J6 D4.6、其它重要波形测试：. D- ]) }& E' O2 z
. v: x! L+ k/ D% V( J [
DRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：; g- s' W" _6 I+ d* F
1 Q9 W! B) O% x
AC90/60Hz，100% load
# _+ _8 W( k0 U2 s4 s3 gAC115/60Hz，100% load
5 w+ u$ _( s: w; m& G; _AC230/50Hz，100% Load
' I: N, t/ h0 j4 p0 s# BAC264/50Hz，100% load 8 U. \1 `/ W3 e9 j: J) u7 H
AC264/50Hz 输出短路
6 X+ r7 B, B0 M3 @' [& UAC264/50Hz 输出肖特基 # C. x4 \1 S3 o# }9 T q! t
4.7、EMI 评估测试：5 I; }" N4 u/ k5 o
: v2 L: I7 d7 Q1 l% h' o
输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；
v8 h% b2 E" J* T2 m' Z限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
6 z% `) m; H* ~
( c! b( n/ J' w( j2 y8 U! Y) |; ?, TAC115V/60Hz L 相
. n- M+ D5 P. n3 Y KAC115V/60Hz N 相 + T- @; q! e1 d! ?6 C ^
AC230V/50Hz L 相
& |% X7 Z6 `; x( M' aAC230V/50Hz N 相 4 R) W4 j0 R! { ]4 F3 x
AC115V/60Hz 辐射
+ Z$ n( }. }8 X& u @/ c& f( ]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