本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑
" ?6 ?+ l, F$ L: y4 n( S# a. i% J; O- n2 c, e' ~9 L2 w7 n
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。3 H( N1 }# ?9 t; n8 l. f. ]; S
0 {& H+ G- } J/ I下面我们来了解下这个应用方案。
5 n! i7 h# n5 u8 u; j6 @
5 T# D2 x% `) I9 N+ e6 @01、样机介绍
0 B3 h+ g3 T9 q! Z# o" P4 Q# a: P# {
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。
1 d! ~- u* L8 b, r& T9 R; w) f& r# v$ t
CR6890A_12V3A 工程样机示意图 3 D" q( ]0 i% V) ?/ b+ D
CR6890A
- {" n8 N+ g7 j9 R
* t) j/ j( l0 o1 o* O7 E2 V7 YCR6890A 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。
; m3 [: [+ S! b6 c8 j( A8 e5 c1 @6 K9 E) g8 n
芯片特性
# {8 k( v5 N( r/ I+ b5 H
; l* ?5 z; e: v& G● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；
: `; u, W/ g: b' n( H0 c● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；, [, G( d; j3 w" A
● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；
1 n4 K# Z3 I% z: ^- N0 f2 A; X( [/ g● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
6 `2 w* e0 d5 [5 p# ~● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；6 [! M; M: |% D1 g) g, M. A( 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。, ~: R+ L+ p$ T3 |& A
9 h$ }6 g$ ~0 t$ u$ I% ~7 v5 b9 m
基本应用
$ {8 d) D/ o' ]! C" i1 D6 f2 O( ] ]& J/ @0 I
● AC/DC适配器) y* K! K+ j$ x+ K
● 电视及监视器电源
I$ l/ t( H3 _/ J# _3 s● 充电器
% \" r! @- a) {3 k- q) Z. D! H i● 存储设备电源$ j! l' q4 ~$ a$ q- w% ^. V) z6 ]
+ O0 D% O8 R, f+ a) t典型应用
2 u$ Q/ h" {" J2 R# z+ G* J+ v+ ]. }; |% a& J- Y( j0 D/ I
7 V7 g: Q) z) a0 |4 G8 b- c2 M, C: {5 i) N* ]
管脚排列
6 y& N* L5 w# i6 r+ P+ m
, `# ^( L: Z$ } K: h) U1 e$ S: x管脚描述/ [7 s& |. U) k, |
1 `6 ~* x% D0 \; K4 `
4 D- p- D' o; G0 ~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。
. H3 \# p* F) W0 T! N# C: r; Z9 e( x( C/ ^
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。 T( ?: P7 }* U9 J' `
4 { m# j( b% o5 H9 M) X# r
02、样机特性5 [, q- I& F p. W& c8 b" [% j
& Q. k; O! R, L- Q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。
% j7 M$ `3 o0 i8 z5 \. o3 N: y" i% S
0 R9 X' N2 g0 f8 x8 L2.1、输入特性：) g8 v! a1 m; v% J+ `
2 [) _4 k% X: }! ?7 L! F+ m C, ?
2.2、输出特性(PCB END)：
6 h, F3 E D5 o/ _4 V7 l8 E3 i( O
: x( f, c3 G+ D4 I: T$ v
9 k( E4 I2 I; O6 V2.3、整机参数：
2 d/ z5 Q1 c7 {- `1 u% J7 F8 O1 n& C; I$ ?$ J. b
5 I0 j9 D* J% E0 Q0 f
2.4、保护功能测试：9 \1 b/ u3 [* T2 f% Q9 _, n# N M
5 X6 `' J7 W/ b
+ k9 U# `; f4 t8 `8 ]. @1 l2.5、工作环境： m0 U. h5 Y& o1 Q
! R: C- f+ M2 @; Y/ X+ @. M$ [
5 ^( H$ O. Y" {7 e4 Y2.6、测试仪器：
( D$ x$ k- Q) t* J V; G' S, ~7 H! D9 C, P! i/ N$ }
03、样机结构信息3 a, @$ U& |# n9 J
: v$ X2 H" N. Z6 |1 Q& U/ r3 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。
: E1 _* C# ]! |$ f
0 O0 E. Z( e: [$ n) S# C) l3.1、电路原理图及BOM：
# ~7 G# p! Q" [& t3 P1 Y. I" L0 k) g
3.1.1 原理图：2 X) ^% c* [; y, D, {
K- Q3 D- f" M, R7 |, b
4 m2 }: |/ q. H1 d6 r$ e3.1.2 元器件清单：
& _' q% V! P# Z$ ? [( z; `/ o1 E+ S0 T7 v
3.1.3 PCB 布局&布线：
9 h3 Q+ ^& } t8 V5 o: H& u% S1 N2 Z9 n: I% }* X* Y4 w- h
PCB 顶层布局&布线 / @, O& o& h0 L/ l( c% U
PCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：
1 z6 N C* o: t$ Y# b" r3 c/ E! V2 I) u: {
3.2.1 电路示意图：/ {% z: Y H3 u% B/ C
0 G+ `* v: _0 t& Q: R- }* q8 M5 p' |+ a
3.2.2、规格参数：0 s6 v4 {' b5 A3 _2 w! m. F
. a$ f6 L" l; k2 b. [4 k9 l8 F7 v
1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；6 F6 g/ e6 X: {8 E: H7 Y4 [, {( K
2）材质：TDK PC40 或同等材质；7 |4 X( |# c# {$ O* K3 R
3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；
% h: C9 N4 X1 Z$ O$ ` X% ~- M4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
6 H6 j% L# b- `9 ^* Q p. ]% P5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
. ~; [2 i6 j0 E8 R2 t" |6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；8 x( M: \' @. l0 t# S
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)；6 z/ O! k. U# S, m0 |0 j
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
# j/ X% x/ m& N0 l9）成品要求:浸凡立水；
' W. s9 v* @. w5 r! |1 k9 T% q
' @1 d g; h. z3 N x7 ?1 O3.2.3、变压器参数：; I$ H6 E; ^. U
: i0 f- a7 t' g+ s) p: t
3.2.4、变压器结构示意图：
" ]0 b* W* j2 B- ^0 f. N8 h; [* U& y5 ]
6 n1 e+ Q9 T/ a04、性能测评6 i2 y+ r* G8 I7 ], } S
8 ~1 {8 W- M0 J" F) F/ d
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。; p3 e, p2 B- _- }
9 f- S1 i" v6 a8 [- B$ d- W4.1、输入特性：
# f1 e& B9 X+ L2 @! m4 l6 o! t3 U3 W" z
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。
) i! `0 R4 |: |
, R. f7 c* U3 ~8 F- [, f表1 待机功耗
/ z+ |; m! U) s. s! ?4 [' \0 [' ^, n' j! V
表2 输出100%负载下的输入特性) V9 [: f0 L3 w( w* W8 {
5 J2 Y1 D5 F1 V, }0 ^2 j表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）% h+ {& R2 k1 B0 ~
表4 效率测试（PCB END）8 s1 w, x: d; ^: g" N5 ^- t7 o0 r8 w
Q( ^" ]: h) k. G3 f6 D! F, K; w) x表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）4 ^! |+ L; Y% }; D
. b* c. b$ f: |, d/ U: M7 V4.2、输出特性：) n# v+ z. {- `
9 r$ {9 l7 k/ w* b4 K4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）1 s) w- q0 G( X7 [
1 b; r' r3 \. I5 b' K9 ~- V) q
4.2.2、输出电压纹波：# e" N i' v( L/ U3 v
* |* l2 H. ^* Q7 T1 }' 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。( w- H# i9 p1 O7 ]* @9 |
, _2 C K1 A9 f; F0 b. l4 p
9 H/ B5 a! |' b5 i" A; o+ AR&N @ AC90V/60Hz,No Load
9 O3 Z$ q# {' E1 j% CR&N @ AC90V/60Hz,100% Load " U$ r* c3 e, u. h
R&N @ AC264V/50Hz,No Load # h) }1 G( J+ O, A- C
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load ' s: n" L% ^* `; h' ^! i4 @7 A4 `
4.3、保护功能：
8 [5 D& {' I0 e
9 k- a# b' [/ t* ~- W以下涉及过流保护、短路保护的测试。! E( s- e/ c& L, b d
" }. O6 P" [) z( y1 o8 o4.3.1、过流保护及恒流特性0 i; ^: c: I7 ]6 `
( o, N: r1 q1 u* D( d m5 z; E4.3.2、短路保护：2 [# e! ?* i. h, B
* H( z' }" J" U功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
; J- i) ]& K/ x- c1 n4 c, @' G4 O- E# o. p
4.3.3、过压保护测试：
7 k9 y6 Q3 @2 `( H0 d3 x, J# a1 ]( P* G* y( \& W5 @2 p3 p
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。
9 S: Z3 y! O6 ~/ q% |$ _4 k: M
}8 o9 c% Y4 H0 cAC90V/60Hz OVP ! o+ j/ k7 c4 c, T' Y! s
AC264V/50Hz OVP - Y) A3 c3 e2 [% K' C2 o0 y
4.4、系统延时时间测试：4 H3 _& S% p8 V' y! Z8 h
! K1 @5 n3 e" e r+ F, E l- f
# j9 E$ l% v1 zTON_DELAY @ AC100V，100% Load + W1 t. E) O% C
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
1 f- J3 ? y3 G. xTHOLD_UP @ AC100V，100% Load
A. N) ?( [$ g( \6 o' n3 `THOLD_UP @ AC240V，100% Load
# ^. t+ c( \3 W3 L( d& c& dVOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load
: \) W1 \( V; L, @VOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load 5 i2 D# T) p1 J9 b3 A; p( S
4.5、动态测试：
: n" ]6 C- p [& \! d9 T9 U0 S; i9 r, c8 s! l* F2 ]( {- o0 J
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。
! v" {( S+ j2 z$ ]$ A* _- p( }9 Q, o9 L3 N0 H/ u% a6 c# \3 ~
* v" K6 P8 ?" T' {' ` nAC90V/60Hz 5ms 7 t2 ~& o9 O, h$ y5 \+ Z) B$ b: y
AC264V/50Hz 5ms
" {8 N; P+ c* h0 R. d1 PAC90V/60Hz 10ms
, k! ` g6 n# x$ F% x, PAC264V/50Hz 10ms
8 R1 u& s' Z! V# T' R# @4.6、其它重要波形测试：
4 V# B0 w$ y. G
# |" O+ T! z: y' p% y" RDRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：
0 } G' B, t/ [# n* Z; ^& {5 p- o# A$ N1 U, t% w
AC90/60Hz，100% load 1 y& r9 x; A- b7 A9 x
AC115/60Hz，100% load 6 z. T& `( y) E6 L7 i, n4 U: v
AC230/50Hz，100% Load . v3 p, o+ _; j4 V/ b
AC264/50Hz，100% load 7 H3 I. \# }7 L( X5 N7 K
AC264/50Hz 输出短路 5 L1 R2 N9 ~2 z; i) F0 W3 G) j
AC264/50Hz 输出肖特基
S9 u" W. v N+ o2 P4.7、EMI 评估测试：
3 D7 C" e! M) e/ i9 O9 d1 k; j8 x7 ~9 j! `6 T. `
输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；3 E, S) t' l0 j( Y' s J3 S
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）% H; F# ^% R" M% c. ]) @6 z4 L
8 c V/ W' n( Q, @AC115V/60Hz L 相
, U' E' \4 z6 @AC115V/60Hz N 相 + J$ s( x) g1 V- m+ _% j* J9 Q. {
AC230V/50Hz L 相 ( r& d& G, U q" d
AC230V/50Hz N 相
4 ^. I8 ^, M2 W g) Z1 yAC115V/60Hz 辐射
* a T% D) |0 o% m. p# L$ R8 XAC230V/50Hz 辐射 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-10-28 22:51:17
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