减小功率损耗，简化设计!搞定36W电源适配器方案就看它
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑在上一篇文章中，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。
下面我们来了解下这个应用方案。
01、样机介绍
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。
CR6890A_12V3A 工程样机示意图
CR6890A
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。
芯片特性
● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；
● 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。
基本应用
● AC/DC适配器
● 电视及监视器电源
● 充电器
● 存储设备电源
典型应用
管脚排列
管脚描述
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。
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。
02、样机特性
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。
2.1、输入特性：
2.2、输出特性(PCB END)：
2.3、整机参数：
2.4、保护功能测试：
2.5、工作环境：
2.6、测试仪器：
03、样机结构信息
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。
3.1、电路原理图及BOM：
3.1.1 原理图：
3.1.2 元器件清单：
3.1.3 PCB 布局&布线：
PCB 顶层布局&布线
PCB底层布局&布线3.2、变压器绕制工艺：
3.2.1 电路示意图：
3.2.2、规格参数：
1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
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）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
9）成品要求:浸凡立水；
3.2.3、变压器参数：
3.2.4、变压器结构示意图：
04、性能测评
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。
4.1、输入特性：
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。
表1 待机功耗
表2 输出100%负载下的输入特性
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
表4 效率测试（PCB END）
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
4.2、输出特性：
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）
4.2.2、输出电压纹波：
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。
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
4.3、保护功能：
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4.3.1、过流保护及恒流特性
4.3.2、短路保护：
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
4.3.3、过压保护测试：
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。
AC90V/60Hz OVP
AC264V/50Hz OVP
4.4、系统延时时间测试：
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
VOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load
VOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load
4.5、动态测试：
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。
AC90V/60Hz 5ms
AC264V/50Hz 5ms
AC90V/60Hz 10ms
AC264V/50Hz 10ms
4.6、其它重要波形测试：
DRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：
AC90/60Hz，100% load
AC115/60Hz，100% load
AC230/50Hz，100% Load
AC264/50Hz，100% load
AC264/50Hz 输出短路
AC264/50Hz 输出肖特基
4.7、EMI 评估测试：
输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
AC115V/60Hz L 相
AC115V/60Hz N 相
AC230V/50Hz L 相
AC230V/50Hz N 相
AC115V/60Hz 辐射
AC230V/50Hz 辐射
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