本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
0 U) J* u6 T- [. v8 h
. g$ T6 d z- X' r! A0 c4 u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。
& l- @# o W+ o* R9 }" W7 E3 Z% U* ]) H+ O
01、样机介绍
) M( a$ ~" w$ ?( R5 e$ m2 e' ?- L+ |1 p/ ?% _- C
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。
0 ?8 j* Q/ {3 \( z, \ m
/ m# D* t+ ]4 L- L
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 3 R: ]# |+ g0 F+ [+ Z# u% {4 b8 z
CR6890H 芯片
& d c5 Q+ W e2 j8 ?: D9 H! }% D9 e% @* H
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。* {* i# Y: ^1 z( F( s \/ S
# V4 t& u+ a& }& ?( }5 d特性
" x. n! [( w& {/ u9 f% v' U6 [7 V/ p' F5 H% Y/ Z5 Q
较低的启动电流 (大约3μA)
2 z. j# ?! o6 S" j9 I' p8 ^+ ^/ b% M' O' c. n; Q: q& ~
内置软启动减少MOSFET应力2 C) ~- G$ M7 O6 a. ?& e6 ]
- V8 p( F6 n) M2 ~7 P
带有Peak_load 升频功能；: a! U. Q3 t: |* X+ l
2 o/ {% l% {! \/ bCCM+PFM控制模式4 X$ z# r7 ]. `9 d2 O
/ M: g; g4 k' C' U$ v内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡! ]+ o% u( g8 m: h( h
[- ]7 o5 Z% h" ~, e内建频率抖动功能，降低EMI
3 r8 N3 R% a/ ?& g3 [4 Y& x2 @- r4 N2 o; W, M$ J/ ?7 Q- \; ]5 q$ @
内置65kHz开关频率
/ n7 V/ c& ]4 z9 [$ b5 j6 [' I1 f, ]- H: J, Y/ r p& `
轻载降低工作频率( J8 {2 w2 q1 O' Q
' k) f8 E: i3 R6 x15ms倍频模式
7 K3 Z4 `0 T* v: s2 N+ M: n+ W. t
2 [9 |' y' [5 n6 h7 U可编程外置过温保护并进入latch
. ]2 h# A$ Y) G) B5 }4 U( V0 V$ }
/ P& t7 A+ j/ KVDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
. o' T7 h+ m5 L" ?3 Q9 T+ S! m1 k5 T h; P
内置前沿消隐电路9 l+ F. d5 c7 o8 o! c
/ y1 a, r8 G9 C
内置输出二极管短路保护; A/ N0 d8 c5 A* G9 g% ^0 T
1 I( A8 X4 z' l/ k
内置过温保护并进入latch! f h8 J2 D# v* x8 k+ r. P
: _8 g1 z% o2 x% q% I r过载保护
; f8 v; ^7 P; v; o( e, P* i' [" f( u. U
SOT23-6L封装
; f g* q1 W: H a
2 \( Y. W4 k3 b1 u- O5 F b. _) U' k( O& j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。
) i Y' P0 D/ E2 i. R
4 `/ r/ M, s5 N8 l基本应用3 k* w9 R! _, J: h* V2 O4 z- P
- c1 q( l6 D: CAC/DC适配器, C, ]; y. i) C7 O
8 H/ o( R- Y% M电机类适配器
9 X5 W9 C- y% Z# X4 P Q& x$ G3 q0 P9 x; W. T$ n$ K' ^
充电器
$ ^/ u2 M! G+ ]) r4 Z0 d ?. U3 V" @4 L; p A
存储设备电源
5 \9 r j, S$ B( _6 {# v+ }; U0 l u l4 d8 j- _+ l4 ]) S
典型应用
+ [+ s A4 c, @ S, [7 i0 z- V
% @% U I) w( x/ \# p管脚排列5 m2 p9 e- j- x; k
( t/ X% Z J/ \管脚描述
% _) T' k* v0 r1 A
' B9 N ^/ ?2 [( [+ U' Y0 P# ^1 Z& X0 `
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。2 U4 u3 p! G% x
$ G( b9 e# f! M# I, k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。
0 z$ N! j& [) y0 k7 O3 i! l
! p% W# d( F9 ^% w9 R+ j! r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。
0 g. |6 e. k' D9 y7 v( r$ f/ M2 |3 w! r7 ?
02、样机特性
% q" N9 B' u( ?( p$ \# x* X
4 j+ ]$ `) R6 ~! @* b* M( r! K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。
9 Q8 D5 U& @; V( }* k8 ]9 a. c0 w8 k, R/ y
2.1、输入特性：2 w) ?9 U! `, q" B
% _8 O5 u( {8 I+ }" ~
' A. G+ |3 m5 v+ P# b/ ~2.2、输出特性(PCB END)：" v5 r) t' }& r+ ]$ f8 s
/ I& q3 S3 `- }; X$ o( R, t: }+ L- ]. W5 U4 c
2.3、整机参数：
. K( E2 T/ h0 z4 G. p1 E5 }) t5 g, r. [. f3 T8 v9 l' j% g" I
2.4、保护功能测试：- \# J, V9 C6 l! v# W2 B* S' t8 q
6 U5 y: t: T" ^7 ^1 D+ X- M" a6 E: q
2.5、工作环境：
5 L' z! D7 |# F- b) e9 ?9 C8 u) @$ i* f
/ v; N" \1 a5 Z4 ?& q6 I* n8 }1 C
2.6、测试仪器：
# B0 |' z* A) l" I1 M03、样机结构信息 V( C4 Z- ~ _1 b7 {% ?; t
! T" _3 e( h& c( K! ?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。
$ p% v9 G" ~4 z- i9 B% j
* _$ [5 e: I, E; j3.1、电路原理图及BOM：- f2 R! O8 @$ e7 V2 [8 I' z
8 k6 e% }+ T" ^8 B& ?, z( h
3.1.1、原理图：
; h3 g1 L' D7 \* Y; D' d
7 a6 e& _! k$ e+ Q6 d' M, l; {0 N9 q4 G: l) E# Z+ ?2 e$ U
3.1.2、元器件清单： l1 z$ P1 c, F
' [1 A( I8 k2 L' J' a g# F
! U) t8 [/ E, v+ s* d8 d
3.1.3、PCB 布局&布线：& n5 A8 N- n- u, v9 P; F
, X, x1 ?& b* j, h+ x6 [
PCB 顶层布局
7 z" t9 o6 w+ [$ P( m- @# \' u
PCB 底层布局 & l0 Q! O: ?8 x5 q, | ~/ ^. B4 s
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：! X" ~* ^+ c* s( k6 _
# u/ F0 ?0 {8 Y8 O0 E# @
3.2.1 电路示意图：
0 d0 N, x2 e9 V4 ^6 |- w. ?. ~; Z% D: N6 V! _8 f; V
3.2.2 、规格参数：
" P g9 A3 i# E. ^$ t' Z4 X
& T; v4 m7 V+ S- T# u" w* ]1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；+ J8 a0 p1 Q! L7 V- B$ A% O
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
. o/ j+ S7 d' [" a+ o3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
1 ?" X( D& d4 Y, k2 A4 `; k0 T4）N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B 进线从顶部A 出线，磁芯接地；( R/ M/ s2 R/ }& s
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
& g' j$ R# h2 x: g5 ~# p6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；+ X+ I" \' |: z* Y: K
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）)；
4 I' W7 w0 b& p* {1 o% E8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
; X* ^, K( ]5 f+ c. l9）成品要求:浸凡立水；
1 a; j3 V& }3 S2 k1 m6 ~! u
2 J4 F" d! Q& l( _% X9 y( P8 p3.2.3、变压器参数:
+ w+ p2 k" Z$ X/ p7 k
9 L4 ?1 k/ t$ L9 O/ `1 J0 a4 h) t8 v/ C1 Q! U- m
3.2.4、变压器结构图：! b. I3 u- Y) w6 L
3 @' |. m4 a3 i) n- R) P04、性能测评
4 `6 N1 v' s8 Q
9 @. n! }" `# X. F& z* z- E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 p9 V+ S6 N2 R/ ]
, o; d' u: @3 T3 E# T% d$ d) }' F% @
4.1、输入特性：) {7 M, p/ O) m& {! A
7 d8 N4 d8 W0 n' g9 T3 p+ F8 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。
# j+ S7 A/ a: F
. Z, q% X8 n& e$ z表1 待机功耗
; Y8 n% |2 e9 A/ s7 l0 \4 B" ]0 ?# ^/ y" E. Y
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
. X- ^* A [/ t& B5 O. U& U% Q$ c. x$ l) O6 m
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
% m% I2 i! D# A9 J. I/ ]* K& F- r% j% S# K2 `
表4 效率测试（PCB END）6 p. ^3 @/ J; M" o+ _
5 o* d0 ~+ `* j4 g$ J$ H- Q表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
: ~) B6 S: T$ Y& B3 H
; N7 m5 c) \9 ?, ]2 y: N4.2、输出特性：
; v6 w) S+ `9 F: ]
- G) Y# o3 q& l% j5 O4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
9 \. h0 o! g% t: \: ?; b& b5 e; E m2 [
) q5 T/ ^0 x2 U6 t4.2.2、输出电压纹波：
8 W7 ~1 n6 w, v' [" a1 t u) r; z' g7 {2 ~6 X" F
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。
+ h$ v, M. P8 D; N0 W3 I* a8 B
: {/ T" b) ^8 ]$ ?* V: O
) y$ K3 R, j2 n& s% p' ^; O9 T, [2 N' {
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
) y2 h, d. g, z% n5 m/ V2 P
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
z5 K% ^' y8 u* E+ e9 o! x
R&N @ AC264V/50Hz,No Load & w( y5 i( A# g' v
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load , U/ p' \+ }) y1 R& [
4.3、保护功能：
6 O2 K! O5 [; x! _# c9 W9 L! i
1 H+ U/ B- @7 D1 }( d以下涉及过流保护、短路保护的测试。
5 v5 ?+ Q; ]0 T% V$ J6 N5 x4 R9 e
4.3.1、过流保护：$ X2 x% v: ?) q F' ]1 z0 }2 G
; K; z* V# o- I: n4 S
! m" N* \5 |" U: O4.3.2、短路保护：2 u" m9 |8 g# m: p3 G6 J
/ M u# `* h- Y5 V0 B. V' [
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。/ L" q) `0 G4 B
) K Q7 C+ P) K4 r+ Y9 }% o
. H3 \2 _" e) r' {' Z5 ]8 ]4.3.3、Peak_load 功能测试：
1 d4 v% R$ E# r( W4 |8 e; i% i7 F- ]0 u _$ i7 ^& a
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。. R0 q- n8 V4 c u8 j
! S+ P- @1 n4 I8 i" E" Z
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V . X( |- T e7 E, D3 [( o" F7 \8 O
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
. ]' y5 }2 a# K- ~7 w
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
! q9 w* [" n* ]
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
. E8 K& j# G) D% ~6 C* g4.4、动态测试：
5 ^0 j1 U6 |; c
7 a* d1 m2 L Q2 Y: b: g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). n8 l( n" f$ D: {/ O( L
+ o* v/ k3 X$ a8 j4 j# N
AC90V_5ms
AC90V_10ms ( f: e0 |$ A' }$ N6 \
AC264V_5ms 9 J6 |( Z. q2 F" Q
AC264V_10ms
; t& L& s9 K5 T- n' Y4.5、系统延时时间测试：
- x6 D( d5 u1 z4 ^
( A0 m( H; L5 y/ d
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 1 }; g" V, a9 ^# I4 X# O
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
- l+ K; @& S; p; B. ?3 l" [+ C
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
! [) ~3 m5 [) n! T4 X1 q' k! x g
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
( `: ~, i& u8 z/ X' c+ H4.6、其它重要波形测试：3 E1 e5 |% c5 U5 j7 B! O
& k6 W9 r J8 F% _5 ^ Q, C/ N
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 " @8 O) ^% @6 B @" x, i# u; L
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 9 S! l/ q7 M7 U# i* f
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 5 f: L- }* K) [2 K
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
7 z8 z" o1 C# J: C05、温升测试( W$ N/ R9 u2 ]# o; _
/ u. w7 ^8 G* j; B7 ?测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
% u- I, `7 Z/ a0 U: j+ t" u& w4 Y, H7 e% a' V8 t; e
# y( N+ `: P8 M1 s06、EMI 评估测试
$ [3 `' i8 H; \/ a+ Y7 _6 o1 m1 o0 o, d) g
测试条件：6 j: j$ l# ?( w+ J4 Y3 K
/ G: }8 l8 r( [; a+ j! _+ ~6 c
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
" Z* M7 e; Q {. @, x1 H$ |限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）$ [ \+ Q3 E3 B9 _* ]; Q p- @9 e
( K4 d# B4 {( _4 D( r
AC115V 传导L 相 3 [5 D$ W( `. B3 [4 w5 r
AC115V 传导N 相 2 \* ]+ q1 F& n
AC230V 传导L 相
' _: `6 }( z8 O% l$ k
AC230V 传导N 相
* i0 ?! r8 h( q$ g% g& a5 p$ k5 h
AC115V 辐射
4 F; i: P6 I% F, {
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