本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
3 J$ n- q/ A. Z. m0 v: ^. U4 A+ z3 b, @* x/ E; x4 b
本文是基于思睿达主推的CR6890H 60W电源适配器方案，该方案除了具有良好的动态负载能力；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能，最重要的是效率高、成本低，可完美匹配行业需求。( m W6 d% D* X6 k" E
8 Q p ~8 K0 c9 l" i5 F. K# m+ W
01、样机介绍6 X! T f- Z9 ^2 g+ K$ J- ]/ Y
8 ^5 t3 u9 O6 s8 R' I/ f/ q
该报告是基于能够适用于宽输入电压范围，输出功率60W，恒压输出的电源适配器样机，PWM控制IC采用了思睿达主推的CR6890H。- M/ a; M; {( G1 T9 y' {7 F
/ P, m+ {4 f2 e) L+ k2 a
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
- a3 o4 _! D- fCR6890H 芯片
; n1 R F1 }$ }2 i2 Y7 w8 f/ w: k2 [
CR6890H是一款高集成度、低待机功耗的CCM+PFM 混合电流模式PWM 控制器。CR6890H 轻载时会降低频率，最低频率22kHz 可避免音频噪声。CR6890H 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。CR6890H 提供SOT23-6L的封装。
# n$ h% L( m4 K3 E$ B" r1 G D: y7 w! Y2 o
特性$ t. g3 U- W) b' q& U$ k
+ C" y2 W- Q5 G3 N1 l$ c, [较低的启动电流 (大约3μA)6 K8 u8 Q& R; Q9 S
5 w# E3 k9 w; ~* W M内置软启动减少MOSFET应力# M' N! S) f' p) d. a
0 U/ a, a6 M' `* A7 {带有Peak_load 升频功能；6 ], l5 N3 N) [
0 w9 k8 |9 T. b6 H! ?4 x# k
CCM+PFM控制模式- @6 `! X; ~( F6 S& E$ g
. V7 `. m7 d' k- b3 I
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡8 A0 l$ u. q& }" \' L+ Q
, f$ F0 M7 N, Z" G) V& z6 P* T9 E
内建频率抖动功能，降低EMI( I ^& @5 z( S: V0 V
- n4 h' s! y( ^# ~
内置65kHz开关频率
( }- y! P% v8 X$ ]9 J
6 B. [# B/ C. T, Y6 x0 v( e轻载降低工作频率. E! v; x) Z8 Q9 W" x! u2 u
. ]' @7 p1 P' E. y
15ms倍频模式, L8 \! H! V7 ]
3 [( W* D7 j8 w可编程外置过温保护并进入latch( U: G" u0 b- d3 K
4 |0 \7 V9 r( _) o
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch3 g* J, b$ q2 M1 G2 P$ N* V+ i K
3 ^ r) Z2 K& E7 O$ j5 w/ C
内置前沿消隐电路
* v4 ]6 T- x6 ?
9 S; M3 c, Q0 Q" @+ N. c内置输出二极管短路保护
! ~7 Z: W1 d( F" E+ S) G) E' I1 B! [3 I& O( [( D9 Z% ]# P& d
内置过温保护并进入latch( ^( o5 @ U) Z
- J8 }) l0 k; i. H过载保护
/ x/ ?1 t' j. d( E( _# m a% k$ t9 j" W( T' m( @
SOT23-6L封装1 O% F1 O; b7 T* X. ^: F" @2 ~
+ t9 b% N6 X0 D0 R! o( N
电路结构简单、较少的外围元器件，适用于小功率AC/DC 电源适配器、充电器。
* o3 X5 o! z E* ~2 w3 I# s- f* j$ R& D6 s& n
基本应用# n J" R2 D% K U
. c3 z$ e7 b8 M8 Z& o/ pAC/DC适配器. Z/ y# }6 A! O0 `
* A/ F1 |+ z% w" q( \" r. x
电机类适配器& m/ \8 y1 c; u/ ~8 D- x: Q3 s
+ C% R" w1 g8 q* ?1 e. q7 a4 w4 q充电器& [8 a- R# A8 B
! h- G* C6 }0 @9 _存储设备电源- z% b5 ]) l4 V1 b9 {4 |- N
( c. W6 U' ?9 P4 B典型应用, X- v' f) C: G1 y
0 ?6 c- F3 r- Q6 a: {6 M
% C( M; j1 W; ^8 V+ z& m管脚排列4 g5 v2 X, ^6 _6 w
* F* p4 J$ T( ^6 u5 x
管脚描述
, _, V8 |. n( U9 e- ]! P* }# n2 ^4 B2 K) M, f
- M4 j- w8 I1 ^6 L% E/ q+ T, k
样机PCBA尺寸：107*45*28mm，是一款全电压实现20V3A输出的电源适配器。90VAC满足启动时间的条件下AC264V样机待机功耗<58mW；全电压输入时平均效率>89.2%；输出接18AWG1.5米线能够满足“COC_T2” 能效标准。& K/ ?# ]' o/ [9 m6 ^' n( G1 c
$ }+ g1 r9 ]6 A: Z
样机具有良好的动态负载能力；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。
' H, n+ g+ X- c: y' V& e" b
8 d) H: Y0 ]% o样机的变压器，采用了PQ2620磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。3 l% L3 H# B+ j; ?3 V2 I! Q
& Y6 T: z7 @/ f! j4 `6 {4 z$ y
02、样机特性) B& j8 \' m: K5 c* E4 v- O
$ W* D ]* i( |: V/ l6 D
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。, N/ H9 e5 V0 [/ Y. b0 j
: F) @, U- O2 K& n$ G8 V" W2.1、输入特性：
1 ], G { O4 g9 ]& [6 M: @. D$ W) b
# Q7 k; P& A. a5 ]2.2、输出特性(PCB END)：0 G) l) p$ c9 j/ ?/ o
' n* X' l- f: n7 w! e: R
5 a+ S4 O1 R' P& R3 x8 n/ z2.3、整机参数：, d/ c: q# C* o
7 S0 r: B/ `8 A
2.4、保护功能测试：6 j% O+ {* f C6 ?+ U1 I+ F
2 x% ^& q) t$ b+ M2.5、工作环境：5 s) I! W) W& e! }7 R0 v" Q7 M
' |6 N% A8 W% J" g4 R" \
3 K5 o$ b0 U+ c d! c g- M3 o2.6、测试仪器：; i; c: A6 R4 l$ ?% _8 v+ `/ n% c C
03、样机结构信息
/ t# r z" x1 D0 S/ x2 U6 \& i% y0 s
. _& E5 d# `5 @& V1 [: E% }! o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。
; P4 f' x" t1 }- w8 {! w4 |4 `, s0 W8 _$ \
3.1、电路原理图及BOM：, P$ P# \* `$ s. }% x
6 i5 X9 H, S0 q3.1.1、原理图：7 h7 m( o5 z- A. K
+ I: p& [ O7 |4 w6 _
, N( s5 z0 z% O; z$ Q$ F3.1.2、元器件清单：
9 l' Y& R* H+ U, Y+ P$ _3 K* N) b" x7 ^; L( b- ?( C, v2 a
" v. F) T" X" k! ~8 h0 O2 F' z/ i
3.1.3、PCB 布局&布线：
1 N- X7 j- f- y- {2 k+ r, Z" i# a
6 @' S, w6 c% M+ v# D+ ?3 U6 }; ~- k
PCB 顶层布局
1 ~" a, S w8 E3 Z/ M) H- P
PCB 底层布局
! q8 G. n2 P* a! E3 R' w. j& @1 u
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：( B- d4 N- e* c" U* U
/ H- F% S( Q) X; q3.2.1 电路示意图：
9 [3 p- V, R( V4 u6 P* y! y1 E2 v) ?5 ^
3.2.2 、规格参数：
3 T* u4 b( ^+ C8 g2 V; E- H
! i/ z0 \9 B( P& l2 b9 l {% S. m1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
}( n, ]5 c1 y0 Q) M$ k: h( r2）材质：TDK PC40 或同等材质；
1 S2 Y2 A: `' R9 G- s- n6 G, J( p3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
* D, E, _9 G# ~1 [( Z9 z# k7 Q2 a4）N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B 进线从顶部A 出线，磁芯接地；
& i7 R% q2 j0 I E6 g& d5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
/ p: w4 @; {# D$ V6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；1 V' ]( I& I5 u3 v! ?* I0 ]
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3 V，10kHz）)；
* h& Z9 O, @1 ?3 Q7 O3 B$ o8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；3 X$ s: _' |2 i8 T6 X/ \
9）成品要求:浸凡立水；
$ [: d4 I: p# Q9 |( }& F0 @& d, f2 T: C& n T4 g
3.2.3、变压器参数:% @% {" ~; m2 ~1 B2 l* D
5 S! l D& H& K+ `( Z# U4 M
- ^# B6 D! |1 Y1 J3.2.4、变压器结构图：/ E* h& ^- i0 r' y
/ I8 J0 e* w. @: i9 [; h04、性能测评
( V8 r" i) s! U1 b1 F
& d3 g) i; J& g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。
. E" y! m2 f! l, Z1 h/ D- d( s. Z& J/ b0 S: N
4.1、输入特性：5 X7 N( \9 H) a/ }# l/ E$ J
: Y) i7 q% ?# l( d3 W; 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。
+ C3 X$ \0 e8 @; l* ~) A3 X- K5 [: e" Z3 P
表1 待机功耗
- t4 l& n- z$ ?5 M+ a
. g( m4 j% L, K3 I9 {# S0 ^% E* X表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性5 l, Y" n' f) P' J4 E8 V
+ j' j+ P m7 h5 O" A* t% m表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）, o$ z8 f; {9 A0 J! }+ a( j+ Z
& Z4 ]* j3 Q1 Q4 Z8 r4 ~. q% S
表4 效率测试（PCB END）
3 S9 \5 H# P$ R* i I) m V; W$ ?
8 s: T( R6 \8 h表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）5 N% c4 t8 y& f0 ]( g
3 I$ m5 n7 p( H+ X' ^ Y
4.2、输出特性：! E( K2 y0 R8 J& X" @- x m7 M
2 p3 f2 R: g3 x
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
1 B) k9 f4 u% r z- P
" ]/ N% Z/ ~* N5 ^# _2 \/ }) k
" C+ o; r/ d& t* E: j4.2.2、输出电压纹波：( p! D: T. l( o
- y3 f- k. `& P# r, M5 v0 o/ m
注：纹波及噪声在1.5M 18AWG 处测试，测试端并联0.1uF/50V 的瓷片电容和10uF/50V 电解电容，带宽限制为20MHz。
# C+ l4 ^- O. V/ ~# z" {' Z9 D: W& ~
1 ]- r# x3 o$ O2 F
R&N @ AC90V/60Hz,No Load + _7 P4 \* {! \
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load `6 j% Y& q$ o1 M) l& ~
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
! k& M) j( C' ]7 Y* C
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
1 n3 h6 R) p6 g% c% ]5 E' y$ d _2 }4.3、保护功能：
4 I$ W% W( L/ R- M+ D; S. {3 e: x: r7 C" f" p
以下涉及过流保护、短路保护的测试。3 R% f8 T, a# u2 O2 [
! G$ _, Y* H7 [4.3.1、过流保护：. o, r" U3 e7 s- U
$ o! y- P t8 e* b$ w
2 U6 Y1 d4 e e; x! h" N4 p3 [& M4.3.2、短路保护：
2 F9 w, N2 Y( b/ @0 v0 u
' f7 ?, f/ l7 P, D功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
) v' O4 {" Y. r, [* M3 n* b U9 T* @$ L6 l7 C" u- F9 G
8 f9 L6 {4 ~( d l( | R, U
4.3.3、Peak_load 功能测试：+ S( m, c/ N9 R% j( \
" Q$ Z6 C+ r, ?# c5 H该项测试输出电流设置从A=3A 到B=7A，20mS 周期动态带载，上升/下降幅度设置3A/uS。4 r* \, o* M: B! l% a, a0 ?
. b( \& @6 a0 J9 D
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
) H: @+ Q& O) n/ x5 j$ \
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
! B# j7 R4 K( G8 N" _( E! R6 ^
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
! L- o Y3 p+ i( N; H! u0 o- ]
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
, o7 e% Q3 T* ]4.4、动态测试：
- k3 F( d8 W/ X* ~" }) f3 n- ^- ?' d% M! {
8 r% T5 y2 v5 U2 n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0.25A/us。(1.5M 18AWG Cable)6 K+ y, e% p) W; W, b5 z
% } }) C/ u, h' y2 r3 ]
AC90V_5ms
AC90V_10ms
5 P0 i D5 S+ W1 A! |& W, P
AC264V_5ms - K3 K: A; Q6 `! k
AC264V_10ms
0 | O, V; T1 c& ]; d9 G, Q+ d4 z/ ]4.5、系统延时时间测试：
" A% p9 C$ R7 J2 i3 v0 [4 h& ?2 r& X
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
6 ]" b! d# {& V& R
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
- c$ M% ?$ t3 {4 w7 N( k$ _2 w
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 3 u8 `/ `5 H" ?/ }' U7 L- q
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
; [: u% p5 a) P, f6 I" V4.6、其它重要波形测试：7 P$ ?' d7 @$ {- U
; E& k' I$ j9 a6 o. r) B/ x. H; s
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
9 f: e Q0 h+ N, v/ a4 h4 i* V. d( f
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 1 Z- o& w* q" `8 m
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 ) [# m; O: g% S
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
p+ l4 B" ^( r05、温升测试: R+ ?+ r# G1 z6 `4 @, w z
- I$ c$ z# U! U$ \, b) L5 N: D/ D* j
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。- q6 z! B4 R$ y7 S3 S
( F. c" c0 i6 z7 [5 A. d c6 W8 g& A" O/ g; r: M
06、EMI 评估测试
/ Z. L$ | L7 ^) Z
4 ?- L5 i" W/ A, ~1 n测试条件：
; P4 ?! }4 x% u0 T( m( i3 E6 ?* }1 Z9 @- M+ o8 J
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；5 ?/ ]. R1 A7 j# a4 m- `4 {" F o% r0 @
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
5 N$ A1 A7 S' {2 }8 _8 V. r9 |* n
AC115V 传导L 相 + o+ l9 c% ~- Q7 u, N9 k
AC115V 传导N 相
}' w3 m* e/ r( }" P0 c4 _' T/ B5 d
AC230V 传导L 相
( `8 P. E6 r) G% G+ S
AC230V 传导N 相
' n9 Z, [! S" C4 M1 R9 j
AC115V 辐射 * a0 a) M1 l5 |
AC230V 辐射 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-5-6 16:49:15
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡