本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
! h# G0 e" c" L/ z) J- ?
: _1 ]8 \# {; \8 P! a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。
8 {: ~0 h6 r d+ D3 @
2 r+ r4 N. C) C& H/ z4 v& ^01、样机介绍6 p; h) i ^; d1 K
! u8 D+ W" T! E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。+ Y# ]- T& H# q8 r# q f
( U' j6 L9 d8 j, a7 J6 U* z1 F
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 3 d. q- f7 ~: [% ~0 B9 E5 P
CR6890H 芯片
$ K1 s' p: x, \% p: p4 j8 i3 m8 v' O3 N. Q) v% r5 i- C
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。- M. D/ i& L; w
! F: E! l9 _7 I' i3 \
特性
2 A/ {* h4 W( v5 A( T( b4 \- ^/ N6 N6 }* ?( l
较低的启动电流 (大约3μA)
3 b" A; L* d+ G) Y3 x/ f+ @: r5 P6 s* E. {; y! l, v( R
内置软启动减少MOSFET应力
9 _1 a- `6 z* l8 H/ J. m& Z- U3 Y, B7 e/ T v, B, g
带有Peak_load 升频功能；6 J6 D; B4 M) d1 [# f
: Q; J( q; d. kCCM+PFM控制模式9 O. F. |! @* E5 t- `; E, j
- s6 g% z5 L: z4 ~- Y" G内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡$ r; ?6 k% U! d2 Z: \& @- y- F0 b
u8 y& G. n a; v+ j, t9 U' d
内建频率抖动功能，降低EMI
, g3 m$ d) q! m" r' j1 b& m* R5 n8 z* u; G2 Y4 x
内置65kHz开关频率5 Y1 r3 h7 M; h' l2 E7 P
8 _4 b5 Z) l! Q- d0 V- n
轻载降低工作频率' S7 L x& m, J+ K% o* y
; [+ Z% Y& s7 ~! L+ J& O* F15ms倍频模式* ~* w! [+ v' D n! J% x. \
; |9 [: u" u7 K$ E1 o2 K可编程外置过温保护并进入latch ` r! {4 @7 H) |
) Z( u& V5 K A0 Y, I% oVDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch* H% z9 q$ v# g
( c) I t1 n: ~) M内置前沿消隐电路
) G$ U0 Z7 A- N7 ^/ c$ W# L% n% x, t7 W7 P- u8 \
内置输出二极管短路保护
( a ]$ n& V2 W( N, s0 C0 X& T9 D: m: i
内置过温保护并进入latch
9 u- N/ z5 w4 u1 `- [. x. M' h' N8 t2 l
过载保护
! m {* g+ X3 c; Y
; w" c2 ~9 X% g! pSOT23-6L封装) p' d, z3 T4 ?
6 u+ l$ h5 r' j/ x6 J0 V5 {
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。
' {4 V( F, T- R \9 S
+ t/ Y% L1 i9 I6 y* m! f( Y* K基本应用
5 s# K* K( V6 `* q- n
L& [( ?1 {- Z, p0 gAC/DC适配器
9 ^7 e. }; D5 U. Z& S$ j6 Q) p: l% c6 h" F$ J
电机类适配器8 ]' d5 }0 j* q* a, _* o
( q: T; G9 k3 c. I0 U1 p) t充电器- q# s; g( `3 g) t
3 v% h5 }7 G) d6 B5 o& p% c4 K4 [6 X存储设备电源
2 C& t. i+ C' k, l! B' x, h0 h4 ~: p9 ? c
典型应用
" V/ H# G, r; k u' }* B4 l
8 }, i" p# Y' f" |% l
& J" F1 R& H6 X3 `2 F2 f/ ?5 k8 y: S管脚排列
1 }0 t$ c- p3 `: W
9 n% K; c$ `- S) o1 {) |管脚描述- |" ?8 T2 ^6 C# @$ Y: ]- n
& u2 F' h& f0 K2 B v, c4 x0 _- j9 r% Z$ X% J x0 P, {' `5 h2 r
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。) S' a5 h a6 { U1 l
4 ?) v8 k$ c, i% p& g$ ?! o/ d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。" G) Q) ?* B" S' v1 K
# e3 O% j# W e8 H8 x: B) e
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 R! Y+ o& B: r8 M
( C9 t3 |2 w7 g
02、样机特性
* }4 L3 H" W K
5 A9 E+ L0 [$ F E# e- d9 ]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。3 \7 ?5 @9 @, o5 }, ^: L' Y, U
8 P( L. x! \& j7 J9 x3 g; z: J9 M* B
2.1、输入特性：( M+ G# b5 k+ v7 h
' ]5 c, w9 U4 N' }9 p5 y( R& L& }+ I, ]+ |0 m" [4 E6 I; p
2.2、输出特性(PCB END)：
# ^5 a- j8 D; U% q$ Z$ L# o, p
6 i0 D; ^6 c+ s" Z9 ^0 i" H) v
y7 F A+ j/ z2.3、整机参数：
9 M' A) e; o* f. K
. D+ y3 ]. A8 k2.4、保护功能测试：( F6 u% R/ X8 b, _" k0 ^
' Z3 f4 V' U" l' S/ ]. F x6 p
2.5、工作环境：2 N- W8 s" J: W7 v, r/ Q) G( u
* E/ @, g9 S- ~& u( ?# v$ n3 z* h* J- S7 o
2.6、测试仪器：/ Y3 o# g2 n, F1 t
03、样机结构信息
( A% o) |/ O' A" G# J0 {9 d, [* [* X0 A& V; e8 E7 J5 V' 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。! M* R6 u( }) M3 H' K+ y, i
; {& e0 X( x) _/ p" f3.1、电路原理图及BOM：) K8 J" M4 ?' v, W1 d
& N2 E; n; v) d1 ]# \# w3.1.1、原理图：
' t) s2 b5 }+ Y: n9 v J. B+ _2 d: h' n; z. Y
& p3 x. {' W( ^$ n% J
3.1.2、元器件清单：3 C7 [1 ]! k8 u V
$ Y p6 t0 o! `% J& c F) E* F* ]1 @+ ^
3.1.3、PCB 布局&布线：
/ Z- C' L4 w* T1 r& D; D; d8 \" _, t9 M Z3 q+ U" E. [
PCB 顶层布局
- I# a" T5 g: V# V
PCB 底层布局 ( Z: E) L2 S5 \! a* G% I! c
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：( |( {. j* F1 R+ D: B
% s- q( J, O; ^) u' [' B' C3.2.1 电路示意图：$ _* [$ }( d4 X7 c) a- k0 z7 W
2 v) }2 v* J) }. `7 s6 J3.2.2 、规格参数：
' n! p6 V1 p; `2 l4 V7 q
. I1 X$ [# b4 k* h! ^7 |1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
3 u0 M6 B; D1 T2 J3 Z* W$ v5 A2 m2）材质：TDK PC40 或同等材质；7 l) ^4 f" v( p. ^3 l1 ?* d
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
' Z' D6 x# V! \ c0 n# D( s Z4）N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B 进线从顶部A 出线，磁芯接地；
! V: N/ N. y E ]5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
* j' ?3 T$ s( C6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
! `( @: M3 [/ q+ S# p" z6 q7）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）)；* F* u, H: w# x" W
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
! J: k. I3 Q% w3 J, W- d+ `9）成品要求:浸凡立水；
! \1 ~9 h" N- w' X" S1 B
* \4 V2 X( e \7 Q3.2.3、变压器参数:
# c) Z q+ r) C O$ S. ?* Z
6 {9 V$ U2 J1 \. H6 R o) m) Z- m: e% _
3.2.4、变压器结构图：
3 M$ d' X9 g' ]; L+ p2 R1 x
: o0 e& t8 } p) E, m! f' a8 ^04、性能测评
6 f3 c7 Q# a5 w' }- [
( ~$ F: D, z/ g- t! y& f* K" |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。2 o2 ^4 y( g6 K# R! p/ o% }7 E
) M' j3 a; y& h# `( z; p7 |4.1、输入特性：
; @. R! R- F, e& N3 a$ d0 v. @2 Q1 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。
3 S/ b% ]" E3 H& S- L p% G8 P1 ]: M4 d! ]
表1 待机功耗1 ?' j9 O4 X: B8 |% G1 Z
3 \5 Z/ i7 j0 O8 U% f" N0 s表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
! k4 h# _& F) M8 y6 ^, a1 z: I! l( X0 o' Q, w% v0 L
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
+ I6 M7 F! M( E* R, ]3 E. Z% ]. t
表4 效率测试（PCB END）
$ Y O7 z, L" ~* F2 v" B# b) a/ h4 r
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
' t/ W3 b( q H/ P( `2 g! ]7 ?
- M. p2 a9 s3 R7 g/ e; @4.2、输出特性：
- b- X( w! k9 }8 x5 d
0 E( l( f6 G" E: N: \7 _4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
/ K3 Y+ n8 p6 |) P9 d3 J
* ?# r, Z% }, r: p- `$ o" F" H1 @% A0 Z4 I# i, y
4.2.2、输出电压纹波：
- A+ ]# h3 I% J( F$ g9 ]
5 f8 V" X) R& }1 j( C8 O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。# X2 M) [/ i4 r6 o/ c. p% q! x/ y" j
' V) _2 x/ P1 t5 r
3 X$ {, r% T5 i
R&N @ AC90V/60Hz,No Load / o! c3 a& w$ X+ C. a+ g
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
! B" R0 A. f, t
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
. I" q$ e3 Z W
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load ) p' L* B, d/ \- u8 I2 c: c, N- J
4.3、保护功能：, F6 w! k/ P( d5 J
6 }4 M. c/ F+ v- |( u以下涉及过流保护、短路保护的测试。, b( V- Q9 \: o6 D6 }
, ^, e! w3 c" h+ ^3 v, y
4.3.1、过流保护：6 O, r7 g' B$ R2 J) I
# b0 D; _0 P3 V5 \3 y
6 f- n; l; ?! L2 }% J( ^) J4.3.2、短路保护：
% m. Z2 r# o. i) t) I: M3 ^/ k
4 ]8 c7 p/ B2 v5 F6 M+ B; q7 m$ A功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。: V/ b( Y( P* v
, @) F1 J3 D! l6 \! _
) k7 {2 r) X- w2 r4.3.3、Peak_load 功能测试：
7 \4 _& E3 m( ~9 }1 X1 m
5 T+ s# _4 E6 N% u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。
" o* Y% I% D4 ]) X& l& {, J2 [ c! t( [& ~8 `
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V : ~" B# m* z0 _) s8 i5 Z, u
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
% r# l0 K+ L+ ~, N e
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
1 W7 B6 }( f4 r
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
) J z$ L5 s, v* D$ H. E/ P3 H0 b4.4、动态测试：8 |- ~- R& J& U$ M6 I W0 H
% O/ p% d7 n, [' g% Z) w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)& k, Y, m1 D' @1 w1 |
) a1 n$ z1 j7 v1 Y. j) t6 T
AC90V_5ms
AC90V_10ms ; }8 `; i; t" ^0 W, n5 }4 }
AC264V_5ms 3 K. G/ t- s# `; V; P% F
AC264V_10ms
! M* H, S4 I$ Z* f4.5、系统延时时间测试：
n" r( y/ y4 _2 L
. O& e2 ?9 A; g* k" H* P: s0 X$ [
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
& B& ?) w6 [) @2 h
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
( ~5 q3 D% M, r& n3 }/ g, r
THOLD_UP @ AC100V，100% Load ! o* r3 a1 p0 A0 i: y m
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
7 K* d: _, Y" L" N8 ^$ V4.6、其它重要波形测试：
3 D6 v- S0 ^( j$ `& H3 v# K d' _2 q* d
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
! y' L& t$ O" `1 k$ e1 o) H% E
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
' i/ w0 |$ R7 a+ Y7 u- q6 b
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
: w; p1 @ o: U: a4 q2 x! q) W; s
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
; e" X7 j2 q K4 u7 R4 s& G1 Y" `) O05、温升测试3 G. G: |% e9 v5 C! b# n) z! K
5 h0 ^% V! g( n- l, G* A9 I/ A测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
+ ~; L& T3 I$ l7 y3 H% I B6 i
1 L' G7 w8 [( L8 e$ `8 k' d) Y5 B! g0 G
& C! E1 O+ P, U ]06、EMI 评估测试8 t; `- f) `! {/ g" j2 X1 e5 b
1 s& y7 g0 q* ]* s- G1 j
测试条件：0 ?/ P8 E: m% t. \; \6 e
. l! R: d* d) h) ]6 b3 M输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
; z( M- g, H9 u( l限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）9 `- z' T, J, m0 ~
4 @4 i: {' y1 E* Y
AC115V 传导L 相 + p4 h3 T' y/ I2 ^0 b4 J8 ^0 }
AC115V 传导N 相 $ D ]8 W+ r6 t" `: A
AC230V 传导L 相 ' J4 y# z) o) J' d2 @/ f
AC230V 传导N 相 . @7 `# N1 C, A( E" h/ i+ E
AC115V 辐射
* a- ]% `& ~0 B* e2 u
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