本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 & F6 p) [: {1 h: G; c) j
; H4 Y+ H; t% m2 W, ]7 d! n8 [0 P) X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。
4 a2 q! l& G# V6 R* ?# C* P% v6 I/ ]- o: N* Q1 Q
01、样机介绍) k5 u2 H3 t$ G6 X9 v2 H8 F
- f; W8 Q7 [; H$ ]# ]
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' c/ y2 {& U
' T. k/ L, F. ?8 E
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 6 }1 z; ?8 E) C' Z6 W
CR6890H 芯片
k4 g7 o0 R+ t+ i% b4 w
5 p# q N+ B' Z v% 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。
% w% E) |' V* N, f
+ J3 H l: g3 t: r! N) y. ~特性
( }0 Z) t( l, F1 {, ?) o0 P8 J
! [4 O3 v m# n较低的启动电流 (大约3μA)
( [, O% N6 A6 y/ ~- g& K. |( U3 K4 L& K$ }0 |' z& i
内置软启动减少MOSFET应力% Y" s' ~) u+ V$ q
2 `) z3 i4 j3 [% L5 l0 h
带有Peak_load 升频功能；5 e- R% s6 u+ j. f. P: Q6 r3 p
7 b# ]/ D* S6 x) x1 Z3 U# z+ aCCM+PFM控制模式9 |% r+ w: ~) U& o$ i+ ?% W, P. Q
6 ]2 ~& S$ Q: i3 |
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡( k% U( g0 |, t: \3 N
# s* J2 @/ K( X. ~
内建频率抖动功能，降低EMI
$ x+ G! i- F" T g% @9 Y) `4 r* C( K
& m" p4 F# J( m- T6 s/ D5 z1 ^0 N" q( \内置65kHz开关频率' p( x% Y1 r8 s; l3 a7 q$ |+ k; a
( Z4 J/ z1 L, L轻载降低工作频率5 }! Z* N- b% i8 I/ l
' Y. @% b+ ~0 Y+ [# i' s
15ms倍频模式2 ]: A/ F l: g
1 l- D7 b3 |( v& u: K: x
可编程外置过温保护并进入latch0 t- H5 ~! f6 O
( b7 p( X; X2 W9 Y- C
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch& j7 a7 g: ^+ f* ]2 @
- M: B! ^! q0 R& b0 G3 D3 B内置前沿消隐电路
- M" }. k: s: d3 b8 U3 j+ D- X2 t6 Y. z7 x% q. K1 M- p# B
内置输出二极管短路保护7 d4 A- ~0 N0 D
+ {# i8 y- G, T6 W8 A' |$ {
内置过温保护并进入latch7 s( H! S g9 ?$ J
2 S/ k" `9 Q6 Z' e5 b, N过载保护; z4 D! t8 G9 N3 \
/ S2 D6 y# p7 y$ K# L& x
SOT23-6L封装
% r c* G2 ~2 p( R7 S) U8 b/ A4 b& k
- t. e, F; A1 S: U* M' u- B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。 h2 o* Y* y( J0 {8 B1 g& {
2 M- k8 U# l% \' G基本应用# q" C( ^! X& R2 v5 Z( w1 j* ]/ v7 I
2 u; }- M. i: W/ c, _5 \AC/DC适配器. W7 F3 ]( _9 K2 a! k7 L
- o! L j) }# b4 \; l& w电机类适配器
2 z$ {1 u" P- e' j+ C( v! {9 D, ^; y9 v3 i
充电器
# I2 y7 L" k T- k
; a2 r% W6 D; V. C0 `) v4 ]存储设备电源
9 V) f2 S I; ?4 e
1 ^: f0 q# ~" T; w8 D5 @典型应用) `3 k% @% O- I7 u: q
e& i$ W- \# V9 a n7 {2 ]5 d* ?9 h# I4 ?
管脚排列
' N. i1 ]) j- m' |
0 p1 k! u$ Y; W* z0 c% M! T/ v管脚描述8 L1 D5 Y$ C5 G8 K1 l( {
& `4 r1 m/ q* {- \
: E/ [1 V7 `: }9 c/ R- y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% p$ j p( M- e# H) P) g
7 n. m3 T2 E, j5 v; e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。
. ~/ b+ @2 m* P' r8 j& ?! ?# A8 a, }3 C+ |/ Q, a( j
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。
6 o1 f, l$ V) H* w3 K& J0 z! w
% I" t3 B7 T3 b; c) F, k02、样机特性
; B ~% Q% N2 T3 E7 c
# p. V" F/ [$ e$ ?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。
* P7 y( i* i" b: l# U4 k* z8 ]$ k6 k/ K/ F c" Y6 n* e7 J- F
2.1、输入特性：
2 [% f2 r" J R1 x, ?& `: Y, }" F1 F' l" e
7 m. J1 L! e+ @9 p6 F8 u- m
2.2、输出特性(PCB END)：6 Y* H& Y8 h1 A0 g9 B+ G# ^
% U$ N, b6 g* A. D( l
5 g, s( x7 u- g8 ?" [2.3、整机参数：; P) E1 Q" x$ n; \: x
& a" V& G9 F. ^
2.4、保护功能测试：
* @ ?# ?0 M: G- G8 y, r9 R9 [: W9 B" `/ v2 k" J
2.5、工作环境：
* A8 _1 f5 m! T9 `( t: |' N+ }9 }7 M) t* u) \! g4 _
& q1 u8 _ d6 U) r% B2.6、测试仪器：
( Q$ k; M' i Z0 S' A- t& d03、样机结构信息* L/ X# D. ]9 ?
?; z3 V7 t/ ^2 H# ], S" ]9 b# W' J
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。( I, I6 v/ W9 M: Q( E8 i# M- D
+ ]4 x( N* K1 l5 P7 O
3.1、电路原理图及BOM：
# G$ @# j2 }. E% W2 U( i9 U$ C
0 G: p( e n2 ~3.1.1、原理图：
! R- v5 f% X) \0 n- c# X7 Q4 h& e ~# _+ x) |. ?3 {& ^; g' `
2 B: o( G8 |" o* j$ C. g3.1.2、元器件清单：
1 H K* o1 J/ ]& r% T+ e: j8 s% _* {) M
. U0 q) S1 |& P1 ?3.1.3、PCB 布局&布线：
. W. g: [+ ?1 d+ D: w( C% I/ D( [3 ?: H( f8 |+ I* b! o
PCB 顶层布局
) K1 ~$ e7 D: m3 A: B, J
PCB 底层布局
4 u/ c: S& {3 F1 F! Y& C: ^ D! L+ r. q
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：/ n' e3 o) L4 w q/ t) @
# A0 g/ b6 S* |7 `8 U8 n1 R7 L3.2.1 电路示意图：, I8 m' Q! Q5 Y: ~$ [: C% W& i
, V7 Y+ p( {$ b/ R; n) x. l3.2.2 、规格参数：, i6 Y9 U4 h/ x5 S) |
: n2 G/ u- B4 P$ o& S
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
; ^+ j* W, u$ ], ]; g/ M) d2）材质：TDK PC40 或同等材质；
* d! W5 o; D0 J5 W. x7 G( y* C9 B3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；8 ^0 e/ T& o. v' v
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；
/ z7 Q! n; k) M, z3 ^$ X2 }5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
# d' v3 J5 A+ d5 u, o8 H6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；5 G- R5 M. N3 Q% r5 e$ A7 j
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）)；
, f1 @) R' K3 O0 R8 L1 d% D8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
% _* r( K0 Z8 S: I9）成品要求:浸凡立水；
: D. ]& A5 V2 Q- e5 \& f; ?
5 u: W* I" L+ ]9 _4 F o3.2.3、变压器参数:
% L5 b1 ?# q: c: Y7 O& [ s( X! Q) A2 y% O2 R6 \2 v3 M1 A
' |5 }7 l2 n. }6 h; M/ Z5 d
3.2.4、变压器结构图：& L* F C# o7 Z6 L/ W5 O
# d7 d& s$ `$ X$ k6 O) p' h* G" U
04、性能测评
5 I9 O* k$ x5 ]( Y6 U
/ V% w! y! T3 u3 `, Y6 U' A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。1 b9 P! Y- H) T
, E, {$ B/ p. }. D0 |! q2 `/ p4.1、输入特性：+ r; u: c4 [: B& a% W' [
$ |9 K* U' t4 C3 I+ R7 p" M7 k) C# ?
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。/ U7 l2 Z! c# b8 g% v9 I
. I ^& h4 t! X( l+ X- [
表1 待机功耗6 W& w9 y% y: w/ e1 Z
3 Z- F- K2 s4 a8 S4 V; i7 v3 n; l
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性' @7 m% s- f, g& s( @
6 i _/ s7 i9 ? n3 I r& |7 p& I* t表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）1 i2 X) d4 A1 c* s; f% i3 L& `
/ R' a; d4 t% i
表4 效率测试（PCB END）
& c# t4 C0 S3 s* M" `: p0 N$ Z9 C1 b& B& L' w9 Q3 [
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）/ c5 j" Y6 P& @3 b8 E
6 O1 o2 k8 q- _# Y& C
4.2、输出特性：
) A5 l* C6 f1 J! O7 c- Z: R: l' f8 x; H* w! [8 d
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）5 v( A: C3 R6 q; k1 @- z: A
& R' O4 ?. p6 t6 [, q
5 { s, z7 h# U. K- W4.2.2、输出电压纹波：9 o B# Y* O$ Z) N2 I
% o" ~" D, }9 d$ L$ F0 K1 I
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。
5 K, `9 O2 u. D! g
1 f/ ]3 b8 M* q5 a; s& \) u
- i2 P5 m2 g6 S! X: j# J
R&N @ AC90V/60Hz,No Load % V7 P* F% N! ~& S1 r* J
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load , f2 R3 E: H, z$ m) D; t# Q& |! T
R&N @ AC264V/50Hz,No Load ! R9 X2 j2 Y( q. a' `- r5 {. ]
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load 4 q. P0 P3 L" ? K4 Y; V# j4 c' b8 e
4.3、保护功能：
( K) R+ R& ?) C/ r( r- Z# x3 J$ Z6 p" J$ p8 \: y2 ] a8 s/ Y
以下涉及过流保护、短路保护的测试。6 l" @, M7 f- j9 h4 D
8 a. `" X+ U/ \) z7 u7 j7 i
4.3.1、过流保护：2 x+ O; o" T- H; B1 _1 _
$ M- w. z" I0 p$ N% ~; k. B: } s% N# v8 P
4.3.2、短路保护：' b" S4 U6 `+ c; [
( t* x7 E g+ I8 N- T* B! u- ^. x4 N功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。7 W$ Y2 v4 Y" u
8 ~" n3 r4 V: n& i6 z8 n& ~8 F) r0 a; u! y3 k8 k5 w
4.3.3、Peak_load 功能测试：6 g: U" W7 o) f: F
' |1 K, G- T: B. D! {: u, 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。
) B$ v W7 J' D, ^) x, K+ Z: o1 H4 n
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V " i i6 E6 k) O+ ~
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ 9 R2 R; Y$ j T. T8 M" ~8 u
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
w% x" L; I& N) V
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
! p. F* v i) o4.4、动态测试：
; x }0 |- G+ ~! o9 A Q8 ]6 w& w* l Q, M
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)
' x" N# f/ y7 p% ?
( J: y: V8 f+ k$ c& O+ Q
AC90V_5ms
AC90V_10ms
7 ?2 m s! V; c9 Q% B
AC264V_5ms ( G) d+ q$ @* H2 b5 V! |6 |: M; y
AC264V_10ms
* Y |8 z$ ~# s* w1 Z! y: Y0 O; B5 N1 p4.5、系统延时时间测试：
9 s5 q+ S5 H, j2 z" F1 R
7 q0 x" H1 S9 t; L1 K
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
- \/ i3 E S+ T1 Q; o
TON_DELAY @ AC240V，100% Load j( u2 ~6 q' P% p
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
' \5 M7 I9 X2 j( _
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
; q( [) }4 f! @6 w4.6、其它重要波形测试：
$ P; m+ D: ?) O' t6 h! [
. y: q V. H) `9 l5 Q2 l
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
3 [3 ~3 \$ }; _, U, \
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 2 u3 [$ Q- d* B" J8 F6 i! c. y
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 " I, S- A& q% t+ J( ? t( z& O
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
( J& d2 m% H$ j$ V05、温升测试
3 F1 C7 G2 l( [- }8 K: n& l; l
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
4 `/ S' n( Q, ^
7 U2 z" R8 C: X4 W. U6 O" q6 [# |) ~& r/ m2 \! ^
06、EMI 评估测试
2 D8 N8 i8 D$ j& o2 m
! N+ A" r' K4 B$ O测试条件：9 l# F, ]0 }" H2 M7 U
5 o( d/ b7 Z6 f7 @9 r4 i' k输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；8 A1 R2 H1 h# W* n8 p: Q
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）9 ~7 I/ P+ W2 M9 b
/ @" b! z& E( T, C
AC115V 传导L 相 2 H- W8 X) b8 O6 ]4 z
AC115V 传导N 相 ; B- Z5 ?& V. s
AC230V 传导L 相 4 \$ e' O+ I5 X l- }( P) N9 J
AC230V 传导N 相 - I' e* b" u) ^7 I% g7 Y, A
AC115V 辐射
# k: c( [6 N; W6 S
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