本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
; C+ \& V/ x0 z/ V, M4 p1 p( i( I: d0 M0 s& \
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。
# Z* W$ j/ v- P% D) w6 Q; K Z. T! ]+ R5 G' W
01、样机介绍
* p# |' [6 y* u$ d/ _
7 H" X( T& B$ S8 r2 j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。3 [: N5 i0 J f# ]1 V5 Z9 f Q9 d
. R& w( X0 ?; M5 q& E1 G
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
0 C2 d+ M2 B" @8 LCR6890H 芯片$ b U/ i6 K6 M7 j; _
2 o& h* u1 N- u+ Z& t# Q7 lCR6890H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。
( d5 p9 n# `4 x6 v4 ~ A8 q" b. D1 B% _5 i: V
特性
/ `5 k) m: k2 V$ ?4 b5 ] f- `3 A$ n7 ^
较低的启动电流 (大约3μA)
& V' D3 `$ V( i) z; j u2 [* \; K; N
内置软启动减少MOSFET应力: D% o- e& |* \4 J2 }% F
0 Q. D! A8 f2 f% N带有Peak_load 升频功能；5 H2 c3 F4 l( g2 A/ V6 m
- \/ M" F0 c- `6 q% W0 P; v0 SCCM+PFM控制模式# r9 L3 l s6 W h: f5 d( Y
d( I) a) R$ i6 q
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡: ]- H4 _" _- t; t% r6 I. {0 ?
& M0 A( H9 D2 v9 n" H5 m内建频率抖动功能，降低EMI; N, h4 O( B( V# d7 f g
9 c2 K( w& z/ _. x$ q内置65kHz开关频率
- t9 A1 w2 e; K7 K h9 p
& \- t7 v+ |: b/ ?# q1 Q轻载降低工作频率
: t0 y+ A m$ A) z) r
$ P4 I7 h. X' r; _& k E$ u6 V15ms倍频模式' r S; o9 L0 V, U3 A' `
4 o7 ?9 v% j% f! z, f% g' \4 Z
可编程外置过温保护并进入latch2 \& m6 \. ~# H$ l
2 [% F) {) H- \: [1 M1 fVDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
* }4 G2 G% s; V7 x" M5 g2 f) [4 |
内置前沿消隐电路
4 X O) y3 W8 A6 z/ A+ P( {+ U' O/ \+ w' }$ l
内置输出二极管短路保护
7 `! \" U& `+ k1 ^( P/ q4 W: R) g% n9 r+ W
内置过温保护并进入latch, \1 d* J* ~" t8 J0 G- Q2 V4 E
8 p& [9 y$ [- x4 K9 M过载保护1 s; ~2 |; }2 g% ^0 Y8 D
+ B% m( z/ ^2 o
SOT23-6L封装$ {1 f/ V9 v6 x" Y" [, \
# Q- `+ u8 ~5 Y, U" {& b5 V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。
" C( E z* E* q# y* c% y) t1 g* ~1 Z$ F
基本应用
6 E7 s" I7 U- h. t, @& r! F7 Y* x- k" ] T: N! X3 p
AC/DC适配器
! d& a' Q, i3 u7 s, ^6 p1 G+ Z
1 x$ {2 ~, j# S: O电机类适配器
4 C" u9 g* t; {( m+ \' {# {. O2 ~/ H4 W* ]1 q. X& S4 G* ]/ Q, T1 }. X* U
充电器' `) B- A, z! i
6 ]; ^$ G: Z @9 E存储设备电源& \* @7 [* I% b: W1 q2 ~5 Q
/ s; E a7 u4 T) L8 N* R
典型应用
) B: H" j, ?, U* v3 ?" f) ]; q0 V! H
9 a+ m8 B8 ?5 ]$ n+ M0 z. }
管脚排列
" ]# e2 J6 T8 q/ ~
2 k7 U3 @' u0 V, W* l0 y2 s5 n; q管脚描述
/ D$ m. y, P5 N; L/ r9 H0 o7 D0 T$ a3 R/ y; V
- M5 w2 j( G8 l0 u! b1 R2 l( L @
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。$ t8 w4 S2 W i2 H, w. l7 r: t9 P
7 u5 O5 _2 n' k6 ^5 _
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。% _% d3 o J% N9 ]- p+ z
4 L, C; T( c! Y6 D* U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。, X# q9 F, d0 `, \
" W6 d" Z& ^ [. x' a1 x, ^- h
02、样机特性
. @ T2 L% x2 \, |! t- F1 W& k4 T8 N
" K& p% {) @: j9 I0 h% R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。% s- Q5 ^/ |7 t" H) m$ q5 @: {3 E
+ O8 b0 \3 U$ z- U4 ?5 E8 N2 e
2.1、输入特性：8 [ l& O1 O3 `
% D' U; Y# Q f0 S& s
: `, J* @4 p0 Y b3 Q2.2、输出特性(PCB END)：6 t6 g. M0 q3 \8 m* g; d
* a. g) E" I# [0 A$ w
U! J( {: u( [/ V' `2 W' ^2 Q' A2.3、整机参数：8 y% ~! t# d* I. ^
7 @ D8 t: O( o5 ?2.4、保护功能测试：
1 s! v) ?% W1 M% {- H7 [7 R
: U( W* f$ ^! K. O2.5、工作环境：' |, ]! u7 F8 H5 M
. k: [# W' y1 |; ?3 {8 I$ ~% ^" Y9 D& z1 [" z
2.6、测试仪器：
% g: |" L% v4 Q& i2 ^* a* m03、样机结构信息: g3 I; ` W; J
: P( ^# Z, K: z; c) e
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。
M+ t5 R) U+ J5 J& F
" z7 i: P1 r, u/ N# F3.1、电路原理图及BOM：
2 d8 c }# |3 \# v* H
$ Z% X5 S" B' M. O9 {3.1.1、原理图：
( n Q* T( S! ~; T5 ~0 X, o7 ]' `$ L" e" i& p! ^
- f( u9 Q) Q# x, @$ I6 w, H
3.1.2、元器件清单：1 g/ ]2 F% r1 z4 \' B* s. H* X
( K2 S' }( V1 p+ O k+ L* z7 B( ^- y1 L
3.1.3、PCB 布局&布线：: n9 k: |: z! j
2 C# g2 R# V) l9 S/ |8 h
PCB 顶层布局 / U ~' \ W# b1 [+ h6 c
PCB 底层布局 7 f0 J/ z; d- {( C6 \. e) l! ]0 x% Y
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：& K: m8 U; e& V5 U+ D
) H$ N7 @& V0 e1 d, P
3.2.1 电路示意图：, t: s8 E a/ b5 F3 A
& m# _5 Q4 S$ ]) a7 s
3.2.2 、规格参数：1 W" u" E7 j* u6 N) X
. q8 [) }) X% T. Y) M5 F3 C
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
' L% D1 W$ l/ k9 W$ d7 h2）材质：TDK PC40 或同等材质；
& k% U8 F9 I+ W3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
! G- z* Y3 Y1 w% _& T! V n2 n- o4）N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B 进线从顶部A 出线，磁芯接地；( H& s2 C& s. S- M
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；* b' h2 p! w {+ x) P2 Z5 I. }
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
" ?4 U- m" V1 o7 \. h7）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）)；$ L5 [; `3 O- W
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
, b! n6 _# m, N* g( n/ _9）成品要求:浸凡立水；
+ s; r2 ]7 g' G1 G4 H# ^3 v( s: F% F* V1 @5 x; J- J0 E
3.2.3、变压器参数:
" A% J. Q8 N+ H6 Y1 O0 _
) Z( e3 i5 z( u; q7 i1 E8 L0 \0 x( d7 j' L) `( s) z1 ]
3.2.4、变压器结构图：
/ [' ]: P8 O* n4 Q3 B" y: W: q( J# t) A( W, z% v
04、性能测评
0 n4 y. T" ^+ }: @7 M: U) t" g: j5 K5 q+ s% k3 T5 g8 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。, q) |) h9 z) }* G5 M
1 u. j6 O/ ?8 x: [( W5 p' W& D; B' z4.1、输入特性：9 _/ [3 o4 o' q( y B
% o, S4 q: O# g$ L3 q7 D5 G" q( 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。 Z0 ^1 o. h9 Z/ m! S
% \+ {2 f& E+ c, O& I表1 待机功耗
0 o1 g% \9 r. t \% D( e- L0 a2 y9 D0 z' B
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性, J: c8 z( P5 e" a2 v. W0 k
; q% F! L# j* [. }0 V
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
: ^# _& U$ e6 Q) d) \) x" H
* N5 f" y# E9 j0 R, A7 ~: w% R& S* {& O3 j表4 效率测试（PCB END）
1 o: c# d4 ^ L6 @' D# K& h! H v% e# _
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）- j7 S1 W; H0 \" K+ O3 l& g
$ {4 S( V* L2 C2 G5 H4.2、输出特性：- x# q& b2 S+ z' D/ o
- U. }) G( ~3 ~, Z/ i
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
( K* c+ {9 A) p; ~8 E" k# h3 R* F8 u6 x, V- z0 C( a9 B# e' I
# }4 g5 [! k8 F& c2 Z0 F! [
4.2.2、输出电压纹波：
) ~" p8 Q$ e" y+ @/ }1 U! B# Q5 ?# c! `
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。* r2 j, u5 z% k3 i- T5 E
4 i/ M! W4 T! v4 M# I
7 m5 T$ o& ?- s4 L) R$ g/ F2 F
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
1 \' C: T, e) r: e
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
" q5 X$ h+ ?0 W& X& f0 O
R&N @ AC264V/50Hz,No Load 5 t" ~7 w5 V! A3 E$ Z
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load 0 F6 ^% T# d% w% i1 ?4 ^2 `9 b
4.3、保护功能：
" m( R2 ~: } R2 X! ^6 ?/ ~- Z% c& J& O
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
4 k9 T7 n7 l- d8 I: S. P0 j V. w: t
4.3.1、过流保护：
+ \. ~$ w% D0 [, @) k0 ?7 S T( f' A5 k
, g' \% n& t5 E9 r7 f8 V
4.3.2、短路保护：0 i- i/ W8 M6 l; t# U
8 `; @ B& F( C) s7 k5 ?% L2 t8 z功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
. w( C4 S/ i8 F* F# S+ C i( ]5 U$ ]. F
' L: Z5 d, S1 G m4.3.3、Peak_load 功能测试：
+ L' Q) C8 O; {3 y; ^2 c! v3 K+ B' h/ ^0 N* Y! F; 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。7 b1 V8 p P+ Q+ d$ Q4 h! f. Z
! h) r: i$ Y' K" [- @
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
D% R9 v$ s% W2 q" L
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
8 j) R4 }8 a8 D9 t9 `
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V / X( g6 L4 O E- m2 M# p7 s
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
" X5 a0 y4 y& { J) M4 R4.4、动态测试：
6 ?; _" m6 b0 w/ ~/ D' N" O- M/ z1 U$ V! U' T, K, o( Y2 J/ ?
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)% B2 @6 J" R/ }8 c7 p! y- x% T! x5 z
4 z# ^2 d( ^/ |0 |3 b5 W. C# R! W
AC90V_5ms
AC90V_10ms & {. a; l- J# H8 [; G5 B4 v& c2 D8 A
AC264V_5ms
l8 T1 t6 `1 P' p: p
AC264V_10ms ! f$ o6 ]3 Y9 k% D0 k! U; d
4.5、系统延时时间测试：
. K a' {8 }- p% F* E. o* x) m
& m9 F1 k) [1 X5 ]0 [
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 9 ] H @5 L9 R9 ^$ z
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 4 x$ b) a1 m5 i: V
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
* V+ r |8 Q4 W& N
THOLD_UP @ AC240V，100% Load * p/ c' K6 m+ Q5 x" m. d
4.6、其它重要波形测试：
/ L: L3 y- |: ^1 P; \# X3 l- h+ {6 I0 O% N8 I& W" U
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 & E- W! c" S& }' r
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 8 x q# i& @8 @1 P$ Y
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
% M9 T) L8 Q: K _" U
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
! F7 ^2 n& D3 o* f05、温升测试
: p, N8 y) H' W8 ?! E: N/ k" N' r- a! x. c
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。1 a' Y% s! e1 Q6 t
2 o: C r- y9 B0 G( q2 v
. p1 {2 ]9 ~4 V7 ]! b
06、EMI 评估测试* \ E/ Q, S6 q$ {' ?2 b N( j8 d
4 e/ Z ~& G! X- Z' {/ E
测试条件：
, p' |+ J; B# f0 m. n4 H/ ^, M, v: X. I
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
# Z; \, l- S. } T( ^限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）0 g# G) k7 }5 r
' _5 Z% U2 D6 b1 }; o6 ?3 {8 n
AC115V 传导L 相 ) ~, f0 }8 @& Y" }: L& ~
AC115V 传导N 相 " W$ b6 Y9 |+ Y) g
AC230V 传导L 相
# V0 y/ p: x( Q, a
AC230V 传导N 相 ) M. }1 ]8 ^, r% \) l
AC115V 辐射
, N: X3 Q7 A% ^8 s6 {' @" J; M
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