本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 0 W( ^: F7 ?0 U6 D+ z
, o6 U% t5 q5 c# g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。
; s! t ]! c+ I0 k }! d& r4 H1 H) g! \6 `
01、样机介绍
0 n/ P, \, l' K Q& p$ W! T9 v: `3 @
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。7 U! K) `: |) v% p) Q5 M
1 p1 R; {3 g1 s6 T' `# a" {
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 ' V) J! U& m; j9 Y7 F: t
CR6890H 芯片
. ?+ \. `& _* g+ B
* R' p" l2 A5 ^6 \& W# s1 x$ O- jCR6890H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。# ~: z1 s, m: B J
& e+ b# E; Z( _! K0 I6 r% I: z
特性4 G( _+ d7 [$ v% [1 ~* v8 ]" L
. ~0 d$ l7 g. G) H较低的启动电流 (大约3μA)1 q+ t" M2 I5 D! c% M
8 A( W" I/ T$ K2 z0 a内置软启动减少MOSFET应力
; O, B" j5 G/ A5 d* Q ? V2 V; g2 w
带有Peak_load 升频功能；
* A0 ~8 O$ {5 z K: u1 n$ T) o
: |0 R3 k7 x5 E! QCCM+PFM控制模式
: Y. x* x# x3 c" w- c V* v& D( P5 J6 A' `3 L" Q
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡& B1 r0 c( Q, w% s
- G' G, U( y( G8 V内建频率抖动功能，降低EMI
* V$ }; e6 ~. B) v5 n- H- k$ w9 L% p, T' |% }7 g
内置65kHz开关频率3 X* ]. W5 G* s
8 y/ L0 X! z9 P8 r
轻载降低工作频率
7 P5 n; Y7 ~' {
# _) {2 p- `( i! y15ms倍频模式. d( I9 {" S2 _+ o, O
l1 F1 n7 h% H+ k9 n3 L) f可编程外置过温保护并进入latch
6 }8 o7 J8 Y( k( Y. Y7 o1 K, `3 [ ?- P. v, \9 W- E
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch& s. @) v' k" `+ a1 {+ R% V
: @$ d7 H- U! o
内置前沿消隐电路% p1 E. z4 L4 n* Z$ W/ u/ \3 t
& T$ h& w2 W* R* k4 j9 G& o
内置输出二极管短路保护, u0 L6 m! P" R$ o
/ G& s+ b3 I- L, j" _9 {6 E! t9 D
内置过温保护并进入latch3 Y! a! p' q; v
/ I N' t! O, _6 ~
过载保护
( ~1 w7 _$ f( `. s: ~
8 @2 i0 @7 T! j" hSOT23-6L封装
+ A/ X) f' o) h( u/ H7 v7 d& Q0 t3 l
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。
1 ]! Z% L8 v: [- |9 J, h# ~2 }
4 b/ d; r$ Q: C基本应用
. n- `. o* B" J% h' Y% |
* j% b H& j- s/ r2 w5 \5 O) m/ gAC/DC适配器2 Z' Y1 p* Y+ \$ n' ^
* ^5 T* e% } j6 N电机类适配器
5 t G, |. [7 b5 X3 O8 M# u! [# G; x$ d8 d, h
充电器8 W1 E: y) a$ v$ n
( L3 l" e7 o/ @* S( x; {存储设备电源
1 G( i6 _# n8 a7 D3 K l4 ?3 w- |$ f E+ e
典型应用" }2 m2 O$ F8 w8 i# c0 ~6 J `
* I& S. \4 q' a) {$ `
* ]5 q4 \) w2 z9 b4 d0 o J& s# O管脚排列$ _' M$ D: ^6 b. V* j
" ?9 N7 _( o0 h. Y管脚描述7 G! r& s1 N% F( n
& G+ d/ F: K8 h; O
; ~) p' w1 L8 ^. C3 c* [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。& V5 D# b; |6 `3 ?" W. U: |
& y8 S9 T0 R& w0 o$ O
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# [4 R! I( f/ A7 ~
4 R% S( p: S' n; v5 S2 ], 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。
i! Y2 l+ J% X" n, X
% N; p0 y/ A- [, W1 c8 ?' l# K& N02、样机特性
$ T2 }% Q+ w ~8 \0 {' B8 }' t% C* b% ~
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 J6 l( d& c& b& S$ o8 l
/ X" F2 f$ M; `$ i+ B
2.1、输入特性：' s2 o) g0 H9 H8 ?8 Y1 ^! [
' c; Y( s! [+ b( l1 k$ q# f/ L
1 _1 c+ i# U$ l2 L7 e8 n# ]" v! \2.2、输出特性(PCB END)：
) K w2 d. @$ L: a# L' N$ Y. h
) B! i# J# {' R: P \. v
0 `* A2 c, f. u3 h* V7 F2 V3 ^" m2.3、整机参数：3 P" e: q6 U: ?5 u# @8 O
8 j$ }. J1 K" f0 c6 q( Z9 [) }& S
2.4、保护功能测试：
7 d! ?$ X8 {' k, j( c) R. ^5 f2 t, J* `/ o) f& U! _$ B
2.5、工作环境：0 y, ], Q7 e7 d' u
5 S* D7 S9 E1 M w- Q* a
/ p0 b0 N: q$ m9 b1 ]* m+ H2.6、测试仪器：+ |+ ~, L' M% U; D6 V1 o8 r2 E
03、样机结构信息
! G! a0 b0 [) @2 z* p z1 o' c3 F+ {. k. w, B
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。* O5 H" j& v0 ?* z9 S
# j. d' @+ y: g! [0 ~. p3.1、电路原理图及BOM：
1 f" ?7 u& J1 k" j$ b" z% X8 F
3.1.1、原理图：
/ N0 O4 s0 r' B4 N2 d6 j) h. Y: n/ I- a' L& ^5 B9 O. x
3 `* n3 ?1 E4 y5 C6 \% t: M3 F3.1.2、元器件清单：# D0 G/ C2 \0 n% F6 m& J L1 [
7 v3 |! R, w8 d. K" ` ?+ S
* p- ^' d' O% m: a: P# P
3.1.3、PCB 布局&布线：
; S: |4 z8 k8 t3 f0 T3 T" B: i
, |( }2 P# e- L$ I! L
PCB 顶层布局
0 y: u* @+ ?6 g3 m
PCB 底层布局 . H/ y& S \# ~; j7 ` E! [
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
! }0 `& Y9 f# V& t
( I% Z+ S$ y( M/ x# v' ^! ?$ B4 B3.2.1 电路示意图：
* \& q0 _) F; U, [& Y. [) a% d+ S4 t& L
* H m, N% Q5 @3.2.2 、规格参数：
" f M" _" u3 A- p- T( K9 Q# l; a1 L+ Y7 E A$ A: [+ d1 e
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
6 M; N2 Y! G& h2）材质：TDK PC40 或同等材质；
; U3 V. p9 u* k S2 F5 k) J6 o3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
8 b( M( N: Y; O. _3 D- | x% }4）N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B 进线从顶部A 出线，磁芯接地；& F0 W- r$ |5 ?/ ?0 p& k
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；) ^7 ~! Z1 Q' O U% E
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；* p1 }/ L' u" @! B d0 ~; w
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）)；2 d% {7 k5 t$ p6 g, _4 a; R9 C& |
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
) f9 e& v" W% ^9）成品要求:浸凡立水；
! D$ ]( p+ Q0 H7 K
f3 R0 H8 o7 o$ s- p- b3.2.3、变压器参数:
; u4 k+ d! J' f6 a% u8 {
l1 m( E6 i, E. f, c W- B* m: q5 i: _! ]
3.2.4、变压器结构图：& L$ Y( d# ]3 b$ Z; R" B
' g. `* A6 R' e/ }
04、性能测评6 ]) g, z& z; E/ D7 d8 A
( C( B4 z2 `, Q! E1 j6 j
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。
$ Q8 j# u) f3 o; ~0 z+ c- K6 |& |+ e" X' x! a* c
4.1、输入特性：
; ?7 i, l; P, y! A* j4 @& w! p8 i* A* q0 ~$ n2 o' E0 h
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。$ q9 W( c! Y! d3 w2 t
; k. q) k% l7 q( Y( T
表1 待机功耗
2 m; S3 m C0 z( X+ {; Y) f( N+ n! ~+ k8 \# p: I: {
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性# m7 e0 c/ W+ a" @, c
/ x; L( w8 i I$ d! t5 ^$ e X表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
4 {, K- O2 a( b
) k. U2 R% f: C- y2 U2 I表4 效率测试（PCB END）
5 }# J5 p3 W5 @: b# `9 r
" U& ]7 [& ^& N8 i9 A( L表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）, P% P1 H9 ?) |2 Y' z+ p
! @( i7 f* _$ p5 r8 q4.2、输出特性：
, X( i2 g% e' ]) B8 s6 _; T$ {$ e! t" }9 k* ]0 j* X- @$ |
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）7 d5 Q' U* f1 f) B0 ^6 L' ?
8 o9 x+ W5 R) H! @& C* u- q8 M& q5 [' b% ^: D
4.2.2、输出电压纹波：. L2 O" f' B& Q
1 j/ M0 m2 ?8 i( H3 y3 l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。1 K. h4 ^/ I7 k0 W& ~" ^
8 r" f/ y4 W3 N
4 c' t9 x. v" J1 S0 T% u# r
R&N @ AC90V/60Hz,No Load * [2 W4 E1 Q% ?- U$ y. s
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load S3 X$ f5 G+ n9 U$ W9 @
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
) T- f! M, c+ y G* s
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load 8 {- N+ k- I/ E$ y( z' L
4.3、保护功能：
% c- g" A' n! R' ?) e: b+ p+ W1 O
& C6 j# D( J, h3 \* G8 ?以下涉及过流保护、短路保护的测试。
: f5 N- g. K3 D! l7 a! Q; Q. [3 Y2 u/ B4 S: Z7 L3 G" b
4.3.1、过流保护：
. S0 E- M( J: b. Z* ]! X1 l) u9 f' T5 A
4 e) f* Y. }" i5 o% K# l
4.3.2、短路保护：
$ M3 B. ?( ^% C. K
7 E2 p. F; o( w. N. v功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。 {7 u6 q" T7 L5 L+ N5 @% B# [
$ Z8 N5 B, ^: S& w, ~- {; u% ]8 ~
2 {; w$ i* c7 @% ]2 N
4.3.3、Peak_load 功能测试：
# P- Y+ k6 ]- }. h5 O* M# |3 |0 `( `: {& @6 R0 R
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。
8 }) _5 ~: C& w3 B I
+ D# Q4 e' }- b& u/ L4 j5 K
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V $ F9 h2 B0 `! X0 g/ q
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ $ c! C7 Z2 D: L5 S+ U
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
5 C0 |7 l2 D4 J v3 ~4 Z1 W
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ . v& f: G/ o* T# e* |
4.4、动态测试： J. _2 J+ F5 _. p1 b' c; K5 F
- x+ N6 I- c% B" x$ J- 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)
1 a7 o6 \% T6 F/ r8 i. x' k! q( P4 v) d& I* |
AC90V_5ms
AC90V_10ms 0 ~: Z/ q, x8 R& H) S( Y7 p
AC264V_5ms
$ ]4 Z# ~# @3 y2 U# k" J
AC264V_10ms
r7 H2 m0 V. D! p6 ~1 _6 n4.5、系统延时时间测试：
( P1 a# }% |$ _ d2 C) Q1 k' L& U/ t9 B& Q& \* |- Z2 ?' ^
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 8 h( V: H: M* \. j+ Y" @
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
1 @, V v: |7 {4 B2 B# y/ C0 ?! @
THOLD_UP @ AC100V，100% Load h6 g/ p( D' c8 j& V) F4 R7 V
THOLD_UP @ AC240V，100% Load + G* q' D, o& {% `
4.6、其它重要波形测试：
! z X. m5 I8 [6 `* f
3 O' E& b7 g9 v8 E# z
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
9 `; ~4 M4 W+ M) x
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
& ]% i+ @" |3 U. f) p) y6 H$ @/ b
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
. X' A* m0 j% M; s* X c
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
" i2 w. x- M( ~; [8 q! e05、温升测试! d N7 L1 B* X/ T9 ] q
/ l1 x `2 O. J$ g( X
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
; x: m2 g+ T( R5 a& M& E9 A& P" |7 S. U; J9 \
( y. z% j# A( e0 o* [( z* a3 p3 e8 e
06、EMI 评估测试% y2 O% l1 x c: P" }
. U$ u/ j* _3 l测试条件：
6 i( G, g& |( @+ z4 [# q. G* c. {9 p1 }& Y8 p
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；, F" K) ^: p' U4 b
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）4 h/ f0 N5 a3 S8 C
2 z$ G4 U4 B5 H3 ]6 N+ }5 k
AC115V 传导L 相
1 j5 k8 M& n# {3 g
AC115V 传导N 相 6 L, p' Q0 ~7 A' d2 i
AC230V 传导L 相 - F( |1 e* W7 M }7 y3 { r
AC230V 传导N 相 % m; K( Y R$ D) Z! e
AC115V 辐射
; V! m$ V/ m- H& V h- R
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