本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 ; l- `, ^0 I% G# q- y3 A2 y
. Z& C! {6 |6 A- 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。) C& a9 q) A$ M5 J8 p
7 N1 Q; P' h4 D
01、样机介绍$ Y4 r8 @$ P; I8 D
$ q) E0 ]; b. w3 E# V N! ~: _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。
8 ]% A' F9 C3 w) H7 Q" {; X2 ^9 t; w6 r9 }
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
' `: I7 ]9 n/ T8 x* l: O$ U4 h# o/ QCR6890H 芯片+ G7 J, B' W1 D+ N$ X7 G$ L2 A& O
# n4 v3 e1 L' O; Z9 E& d, {
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。& y! K5 O& b$ E' z1 w
, `# n9 t7 M6 o3 s' O! w% V
特性
8 M; t3 T' f- Y( A* G n
; V$ [' w$ T, M q4 i较低的启动电流 (大约3μA)
6 S" c: |7 M' Q; r6 t0 B1 r
5 M0 z0 w; X0 I& x6 G% G5 e内置软启动减少MOSFET应力
( u+ ]# l2 S1 F9 b9 c5 K" m" s: f% k2 F0 u$ @
带有Peak_load 升频功能；1 R8 S% A- e" k9 y. N9 T' T
9 q, t* u1 T D
CCM+PFM控制模式: \, [$ I) e. j5 C( S3 z& o
" {* j5 p9 r- c3 x7 q- x内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
" b4 h# r3 B+ c9 c3 }3 V2 ^
% X6 l! ~( f) B( }! `* ]内建频率抖动功能，降低EMI, {: I. }8 k* ~0 O
' A2 `- H+ w2 `7 ^2 ~0 ?内置65kHz开关频率1 t4 P2 \. y+ n v' D
o( h- d7 {0 Y! W
轻载降低工作频率1 M W1 V! z% [- e7 J; F
3 p* {" O* a2 w4 G$ ^
15ms倍频模式1 ?1 ]% ]# g9 h6 w/ E/ k+ @ G7 s
% |! y$ x! b5 l# s V" v8 G可编程外置过温保护并进入latch
+ l# V! P2 y# i
7 t+ N2 _( y( E7 _- iVDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
2 i" J/ y& G4 }* a& n; E: u- P' U. J/ l4 Z) w- B8 e9 a
内置前沿消隐电路
9 W/ [% S& ?" a5 a) j/ S( D: H: ^. A; X$ {$ i4 {
内置输出二极管短路保护
$ ~$ O S/ |! m. X* |% k ~2 g6 h/ q7 H) z1 v" d ]
内置过温保护并进入latch
- S+ P) V( Q8 w- x9 F
8 K- i% J' k. M* S+ U' ~过载保护
9 U9 d. ~4 f8 g" t! y- `7 I# [" M+ E" |1 x, c( i. L. I& h" N" \
SOT23-6L封装# z; G! c; q6 b4 G6 A, @( u
/ q2 q) k% B7 p- H' J0 g
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。
& l- l+ ^4 o i1 J9 {/ y9 I! m, M+ x2 H' A7 m8 y
基本应用
8 N- |1 L- ]0 O% v1 O. ]5 g8 F/ ?' F7 \
AC/DC适配器
6 [+ ]0 T4 }: N9 e" e Y# l% ]4 `8 e- Y
电机类适配器6 m8 n8 m4 C) V1 H* A4 j
8 |0 R+ W4 g- y: g& _/ l充电器( y$ ~( J# \6 n6 k c2 E
6 m! ~/ t: ]1 Y
存储设备电源& A z0 s4 l# v9 s7 y4 t6 D9 y
) [% @; F4 Y3 G; q; w/ A% P6 g典型应用
+ k' R5 R; X4 O o& e7 E/ u, t2 D
" B7 Y7 a1 R) d! c# O+ m5 X) E, p8 Y7 W4 O! b0 L( {
管脚排列
5 ~# W( o! m$ A9 V0 n d9 y: l1 P% P9 _
管脚描述& Y8 I4 T, M2 [ ^
, I1 `8 j9 S) z- Z' J
2 D6 c: G C4 Z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。
) p( X/ ^4 I4 l- b6 X$ W
0 ?9 w+ T4 L( L, R# P3 \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。
% z) D( T6 D, N3 F- p0 ]; R; [' a" b$ J2 C# ]
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。2 u+ x4 l6 f% L) }( G) h, R
9 x0 ~' P9 {; L+ m02、样机特性! N8 T7 n) n- A( W
; V. ^1 x9 q) l" m; r; d0 V6 I* n
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。+ C" l5 V6 ~, e* {# E2 c y
+ _- O: _8 C( O: `2 F2.1、输入特性：
0 P: |1 J/ B6 [+ Z$ S
/ w' [" ?4 @6 T, j, }7 j- ?. ?! ~- m
2.2、输出特性(PCB END)：
3 t" T# p6 {( N3 b) C! ? L% W! U
. J, h4 _9 t# D7 n" j8 |: `; }& q2 W+ N/ u
2.3、整机参数：
7 p6 `2 k% Y8 W3 J' f; C+ q H& D& I1 V" m, Q: T3 k
2.4、保护功能测试：
: y9 D! {1 }5 d6 ?) D8 m% L
! t: L7 |% j7 \- S4 ^" {2.5、工作环境：: ^# f: G; T5 e2 w
' ]. K( ?; [4 P, O" e! m3 G4 ~; H
9 d7 B& ~# [0 |+ H& C" ~
2.6、测试仪器：
( T2 ]7 w9 ^0 p1 V. s0 w6 g% _* o03、样机结构信息
2 L$ i9 D$ j& [, ^& J9 l
# q+ _6 H% ]7 m$ R: C4 s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。
8 u5 y; S# X4 Z2 P( A! c) X' }2 ~! r+ d# S
3.1、电路原理图及BOM：
j1 S( {" [7 {( q1 G
; u" s7 g6 m! S1 ]* ?1 h3.1.1、原理图：, t8 m/ x7 V: r% ~
2 ~5 h! `! I2 Z0 p
" @0 R' U& K; X* ]/ [' T( {7 W3.1.2、元器件清单：; E& R" I* h- A4 e3 R
1 V) p5 R3 d5 [1 J0 q
! Z! b1 t: C: e b9 k$ a; k% G
3.1.3、PCB 布局&布线：/ f+ A- A I7 ~
. G+ Z r$ R+ [
PCB 顶层布局
0 ]3 ^0 V) I1 `, D4 y& A
PCB 底层布局
. } Y, U/ B( _. k
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：' Y/ Q8 u9 _; S+ ~
" N( Y/ N5 b. h1 T) D+ C2 G3.2.1 电路示意图： T M& o& w: D3 m3 C' \( e1 P
$ b3 [4 W7 d t( ?" P
3.2.2 、规格参数：
& }8 [* n0 c# S5 k( s d9 }4 n+ I$ e% z
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；! ], V+ s {' y, p; n) U
2）材质：TDK PC40 或同等材质；! n; N! G/ n$ n; P6 t1 w! C m/ t
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；% x6 t, b; v) j3 \9 {
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；
) O& E4 Q K! W9 z( G$ Y) W6 Z5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；% Z8 _. N8 E6 q, c& F7 V' s
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
' ?4 N4 ?) u9 d+ `* {# H1 ?, J7）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）)；
8 ~3 l/ @1 J+ y0 l8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
" a5 J- W ~4 a9）成品要求:浸凡立水；
" l% P; ?& r. ?9 P
6 _% p# j/ u. j2 s: T* U3.2.3、变压器参数:
8 H# ]7 e, d5 e7 h6 {6 k/ X* s4 S2 @7 g+ ~
! f& v7 v, M t0 Q+ K' @8 U. c5 v3.2.4、变压器结构图：* k) g9 v* \0 v. L" v4 K
+ [, P0 [7 ~/ u! R }3 D
04、性能测评
$ ?/ m( ^7 [3 u# Y- [: v6 S- K- ?0 h6 _3 x
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。
o0 H) D8 d1 c
. |: I/ a/ a4 \4 o4.1、输入特性：
" A) i z4 ]7 C. m* `$ r( z+ \+ ~6 x4 y" U8 T
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。
; `" z Z7 F4 n$ o
/ S& c- k4 @- B表1 待机功耗 |$ H1 w" l& L6 p" B& f! }! u
( B) j; b- [3 v* _( a
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
# r2 V$ f" T" J" c9 k% X, h- j3 o& F) A2 t/ _1 L; U- z/ t1 Y, r
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
- g8 \4 g9 K) k" S- a! U" L
* h+ r. _6 G6 n9 S表4 效率测试（PCB END）" M% a0 ?6 |2 E0 {
# ^( b+ d7 F. H$ C' j+ h o$ n
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
3 p: Y; q# J3 W! E- X3 m! o: ]9 E( M& x$ s+ v. R q7 `# n
4.2、输出特性：
% O/ ~& V" J* `
4 G8 ?+ Y/ j) X9 k6 s4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
- D: W' G) E8 s* p2 f+ O1 P+ O7 v9 O1 W" p' ]
0 H2 [% E: [; K0 }; j4.2.2、输出电压纹波：
5 l8 I7 \7 S h/ p2 |* ~5 F; B* F) N, e# j% X) r% Q2 Y* G
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。
6 O$ Q' W! h' o. i8 ]) g3 B. B- q# ]( f0 Y# f y2 @* x
, V$ v* T* h4 d7 _ Z/ l7 d
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
7 N) B! W, H: [) o6 l; H
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load " F5 L: z: P2 E3 ]8 z. t
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
# X$ t, p- x, f1 C$ m
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
5 l5 f" H h* v9 G2 n1 r H4.3、保护功能：" o( n& e( H# c+ q
" ~/ m, c7 `% g- ?# b以下涉及过流保护、短路保护的测试。
* U7 I% b6 y: ~0 b
" |; m* d& y/ Z: h4.3.1、过流保护： X. `& F7 ^' b8 m7 X% [, P+ v6 q
" e: M3 ~! l! ?$ t6 V$ E A M) c2 j8 }- i' z( n) Y+ I$ \2 a
4.3.2、短路保护：
6 J" |1 d; s5 ?9 E; R5 ^9 r, m
4 K j ^2 L, h$ O功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
8 D: u K" ~; y; W3 h. ^
! w8 {/ _7 [9 q1 v, ~5 z& Y9 A* X$ [
4.3.3、Peak_load 功能测试：* g0 p6 k( a; V) n# [
. G( W0 u. A" {7 @3 Z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。
5 j* R% e( G4 \* p$ ?1 N, y& J9 r4 h5 f$ p* q
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
9 N! @" i+ g' r4 d7 B" [2 G5 S4 I
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
9 A" ^: z* e: X% M! O! i% D
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
5 v* i o1 q( [6 ?
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ " y: g! g: y! @" h; e% o
4.4、动态测试：
: p' A* F" ?1 J0 O8 a( }' J. ?( ~* Y/ J& @- v# W5 K$ p& e! y
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)
6 Q" \- `1 u2 V2 n, w/ ^. |+ L3 S" `9 i
AC90V_5ms
AC90V_10ms + Z9 v% I, K. `8 d! g0 ? f, m
AC264V_5ms
* m5 X' u i/ h! y' G
AC264V_10ms ' W! q1 M* v6 P5 v# Q( U0 S) v4 o |
4.5、系统延时时间测试：7 f) C% B! B% _- r- Z6 W
4 V% P+ y) A; M4 S/ d) v; g4 r* Y
TON_DELAY @ AC100V，100% Load * C6 Y$ p+ V ?: d' e: J$ |
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
* {. T, V+ b1 ~. G# E" j0 T' R
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
! }9 j! [' K# g) ?
THOLD_UP @ AC240V，100% Load 2 h/ a/ e) ]( _" J. `* J% Q
4.6、其它重要波形测试：
+ H: z/ r7 Q; B, G/ J
! U3 Z4 G( J" _$ W S- a" y
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
( U! K; z. f7 \
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
; |: j5 R7 K. _/ Q* a
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
& E. s6 Z2 \0 `: ]: q: {2 ^
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 - c9 t! r% U" f) I
05、温升测试. v: k( }# c1 m! T
4 _2 }3 |& C. G2 N5 k
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
- b K: m' i2 {8 t- J, m5 S
. ]" N6 \ i R2 r# I% I$ q( a7 [1 k n% R6 g
06、EMI 评估测试
8 G# ]' M5 o+ I4 C% {2 y
: [ H2 o6 V: P6 |测试条件： [" B5 {) y7 |$ O# G: A0 l" W" S
# k2 M4 e& f4 A% B! E7 l# [" }, f
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；5 L" [6 f& q& X) R6 Q$ ?
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
4 W2 ^3 [4 f* l+ t% R% l7 J8 i d# M, a# x8 ]) e# Z0 f6 R: p
AC115V 传导L 相 7 e: Z/ ^8 h+ T: P# o- x
AC115V 传导N 相
+ f$ i. V0 i2 f# f9 d* C
AC230V 传导L 相
" J8 y& ]6 u4 [
AC230V 传导N 相
: F; E) K5 s% \: u
AC115V 辐射
! }4 d2 S- z$ n- n0 B4 I
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