本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
) j9 B( y* A Z: t6 X$ w* I* P4 C0 Q: Q5 e5 ~; n4 `
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。
+ Q4 \# s4 V6 I
" ?5 I- b+ G' c9 h+ J: n7 O7 y7 i01、样机介绍" t- D$ x- ?3 \: |! k
& p' V7 o5 b' C* y" a: V
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。
# O* U; |; `0 J) V# X$ }% e$ F% S: g6 t/ d: r. o) W3 v8 j
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
8 m( D6 u1 g4 c+ oCR6890H 芯片4 `2 z \" U) b, B a9 E
2 C/ G& _+ a: i& f* O: `5 B2 ]
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。
' U: s( N. k n+ x' l( [! c
- O# w. f) e% t! V特性) f) n1 b8 E7 x$ e; m
+ u" `. z. y- H
较低的启动电流 (大约3μA)* R3 h/ z- [3 Z2 |
9 f% m9 a2 S% x: S* B' D7 |内置软启动减少MOSFET应力$ N3 \% ?( }3 f
8 T& v3 k' ^3 R带有Peak_load 升频功能；! P: W+ }0 G+ @2 I: h
c; w- Y9 B8 V& n# Z3 ~1 C0 MCCM+PFM控制模式* j7 F/ l P2 V
6 P) [$ |8 i2 N4 X9 d; L& |8 O
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡8 h! ^5 J) D' ^" r, l
: @( ~3 H) P! E' {. d
内建频率抖动功能，降低EMI
- {, I; `" q, w+ _' w$ @9 Z" r& C+ B! r& L& M# k
内置65kHz开关频率4 H a4 m2 Q+ F }8 ?- N
) {6 u _& u$ \
轻载降低工作频率6 H) ^& {8 y6 L9 ~ P
2 |: J$ g* M6 Y# A' S, [
15ms倍频模式
1 L$ p4 W1 b1 M( y5 C9 n! c+ T8 H1 K ?* {+ ?2 Y6 K/ F) y6 O4 U
可编程外置过温保护并进入latch5 a( q7 l# ~" y, \2 u0 o p
N; `+ B* X: I8 u" \+ C) j
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
6 r! t8 y7 M1 z1 T8 |- q
* `# E9 {2 N, P内置前沿消隐电路- r3 m' F% q) v! t# j1 P
4 P" O$ _' O) k) ~7 j2 O内置输出二极管短路保护9 i4 g2 i9 f5 Q7 X
, g! e: w8 U) I3 \- d+ U& u内置过温保护并进入latch
1 O- a6 {1 `. l. z& m5 t/ t8 }4 ^" d/ G
过载保护
! g2 a' k" s: K% U, s- z, m
3 P, ^3 ` t' _- F* E) H3 eSOT23-6L封装# o1 Y( B( I( M0 z
" l- l# [2 \% h6 m6 Y
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。
* ?2 i8 r) d4 b" K
0 ^$ i& x& R( Z6 i& _$ Q" P! r基本应用
7 W7 J* |9 { z/ D; M, @0 v: m% @- V
AC/DC适配器
: I; h9 ]4 |0 ?) t' [5 p8 g, L
% @" T& R7 ^8 M4 z电机类适配器
$ M6 [; L' V# J' ~& j, W% V
: Z, z2 z/ y! l" L% q3 e: A充电器$ y+ b+ L5 \& ^/ r) ` I
7 X' s" k* w1 Z& o3 X* r% I3 ^
存储设备电源
$ w3 n1 O. A" r- B4 F( C) ]4 [, A2 p* u) k4 Y
典型应用
1 O1 o C2 q! d r& V
+ U; s$ R9 n3 |# M
/ b. Z* R4 p& @% E( {: l1 [; g管脚排列6 n% O& @3 m# @7 c) W; U
9 e% D6 q. p" J5 K e
管脚描述
2 a( A( g# ]: h9 ]
E H. s$ ]* o( ^+ G* D4 r# N6 ^6 V% _# h& f$ j+ C. ~1 m3 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。* _* u9 a8 N2 a# } z- ^3 X: t) n4 i
9 v9 B7 e+ T: e2 x' N6 l* v
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。
9 B+ M/ A2 `$ ~: y! W1 @4 z( x. [8 X$ ?# t
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% ~$ ]% {% T; O
$ c; k/ n: U2 u" n* h02、样机特性( w$ k- O* F4 f6 J2 U
+ L+ s" Y ~6 F9 v
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。7 C3 Z8 c; j* Q Y
" ]/ t+ K, d; x2 T+ f
2.1、输入特性：9 G9 |% E7 h" h
+ K( v" @) L# ~$ p4 d4 v( K
0 L+ Z3 T2 o0 v% D9 P( V
2.2、输出特性(PCB END)：: M. f; r' Y6 }1 P, f0 n/ u" I
$ Y0 Z! {/ K6 \9 ?% S
9 P% q2 n8 O' K9 D# I/ |2 Z1 ]1 j; S2.3、整机参数：
) [4 V6 \, X& `" |9 L# f3 {, \7 K; ]: l0 s$ F, b
2.4、保护功能测试：" ?3 B" S, Z! {0 i% v+ }7 ?
/ S! _ s. v1 S2.5、工作环境：
$ \3 a' g `8 y! \" q
$ V( P$ f6 j* a' J/ A* e. F2 u) f2 |8 r: Y; t* R
2.6、测试仪器：
) v$ H' `3 l7 U. ~6 ^/ T03、样机结构信息7 ^, ^) N! k) L
l1 W7 p9 h4 o" G! y) ~/ X2 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。# W5 d6 |/ d) ?# T2 d1 T: R) k
6 `* P7 x: |' M# d: o- R# y( l$ W* ?
3.1、电路原理图及BOM：
( @6 M4 l& y. o+ H! i! ^/ {1 c# }: O. f4 ~* r* `+ A P. d4 G
3.1.1、原理图：0 @- N( {4 _. d; X9 [2 U
0 X h# v: g# }' I* t! ^
5 B. }/ o: `9 w3.1.2、元器件清单：
* g! a/ c _, Q7 N
' e* j: f3 j4 f& U. a
# j3 V4 i6 d0 [+ d# E3.1.3、PCB 布局&布线：8 f' D( O; u" [" Z2 `
$ `% K8 m0 l- ?/ e, ]/ P
PCB 顶层布局 / B, E- r! h7 [" v' u
PCB 底层布局
5 u& g: I/ v, i7 c5 v2 P( Q
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：" K6 |3 g' X, ]* G6 z* H5 c2 a: p
% x' C7 v ]9 o; V
3.2.1 电路示意图：
* y& r: A* o8 M; Y% J" F% R0 U( C
% q% l$ f. k( h. F, q3 W! X3 X3.2.2 、规格参数：
; C7 t# ?. f2 Y+ n" Z. R
7 H+ ?( O0 q m% |" o& G8 y3 t0 v1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
4 @ C' e1 s: e) R: l2）材质：TDK PC40 或同等材质；
( }# T, _4 ^- M1 K* O" K" U- E2 q3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
) }1 U4 |" t V3 H% z6 p! ~) }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；+ M+ q' T" ~4 N6 o" a9 r
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；: ?: ^4 g- b+ j& Y& _+ u/ O8 D( o
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）； ^/ A m3 w) p8 E
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 o3 d9 q# d3 F6 r* |8 L8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；; S1 t0 t8 h: g
9）成品要求:浸凡立水；
8 j% E M. D' J$ c( s' {9 @: t. F H" ^
3.2.3、变压器参数:
- C2 s) a8 d3 A/ e! `, R
* J. x6 X9 J* Y9 H. b
2 l# I& c# _/ O/ c: W- Y% ^! w$ u3.2.4、变压器结构图： _( ~: {/ z$ [5 {' i
1 d f) b. ]! L/ N. M# R04、性能测评
2 p( Y3 \2 w2 g9 F
* B" U, Z* |9 ^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。0 s5 C0 S# o# S% T/ v6 Y, M: Y
4 S$ _0 {4 m Z' f
4.1、输入特性：
6 K. X9 @$ y3 E, ^& }! }* }
6 Y; w3 g! u P: 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。
) j' M, t1 [7 a5 S' S. X& ~' Y: z+ F2 o3 o/ S
表1 待机功耗, {0 x6 t* d& T& y+ a; R
# G( [- d- Z A6 |0 ^
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
; ]- h7 K# R6 C2 D& x8 g1 Q& `- \$ O8 G' N
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）/ o. d6 S8 `7 a9 F, t- L
, w& C5 R3 O8 @% Z8 S$ v
表4 效率测试（PCB END）
. h$ c: y) ]/ h! C- p+ i1 r
% D- {; N8 N- \/ [" |5 C! W ]3 A表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）; o0 e T( J2 ]' W
' A9 n0 Z3 s+ b5 v) y
4.2、输出特性：
5 D1 f8 ]& Z3 b& h. Q9 o8 L/ h# ?6 s8 Q, `
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
1 N0 L/ @! B9 e: z+ B& J- a% t! w. i. y9 J4 {: ^0 a' j
6 ~2 o+ F1 S1 X0 P- y3 K O4.2.2、输出电压纹波：1 ?3 G) n% u/ `. P% d$ l
' x$ c! n; D1 A
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。
7 T J/ N+ P3 S5 f1 @/ x) N
# }6 ^3 B0 i, k) R I: N
) C$ A2 T/ J. K/ Q/ K
R&N @ AC90V/60Hz,No Load " O4 ^' X7 ]; F
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load 7 t! i, U6 ~, Y/ T9 a) E8 C4 u5 H
R&N @ AC264V/50Hz,No Load 8 h8 `5 S: T6 ^- Z8 R8 n& e
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load / `8 ^4 o, y. ^, T8 l
4.3、保护功能：
+ X5 a* y" j0 B) }
: }+ ^; `% O) w5 b% S) ~+ S% s以下涉及过流保护、短路保护的测试。
# Q' e7 }) s6 D2 t7 |) O
; X8 j5 f; _' B+ I$ h; \4.3.1、过流保护：5 f% Y1 x" B" T$ {
' t! v- W4 g' v% k/ b; p
! P% P2 D, ~8 y. Z4.3.2、短路保护：4 K/ e: v9 F6 p" _1 J- L1 s3 `
) |) q% H2 _0 N+ u, D' A7 I
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。6 H( }' n- l" T2 f6 f2 z
: o) b% e" v6 |5 m& l2 K8 c. C
7 p) z* \, ]9 b Q! t& I4.3.3、Peak_load 功能测试：1 x( v' t- D0 {$ ?" Z$ k7 ~
1 ^4 A M. F7 q/ N( ]
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。& Q( H3 y& [) q2 Q
4 H0 Q9 T7 C( t
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V 6 j" g# y! s# P% ^
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
& |. F) O) O# u/ B. [9 ^
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
) ^, M) {1 o E& E
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ 7 t/ Y; r- U/ F$ H! z9 S' ?. Q8 V; t. B
4.4、动态测试：9 ^& g3 }+ L3 G% c) q! S# b
' L- L/ @& {# x" e1 ~
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)8 {; C( [8 V6 q; S# n a
; k# `* @! n4 }- W
AC90V_5ms
AC90V_10ms ' ^% |3 D3 d3 C4 |0 D0 v& h3 X! Q
AC264V_5ms ; J' `) ?$ I3 `5 U5 f |
AC264V_10ms
; G- ^2 `% n6 f' \# p/ B4.5、系统延时时间测试：
& q/ q5 R P! [5 B1 K) q) y5 W q
8 ~: M* B# m* [; p" J6 `
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 7 b+ J0 F" e: X0 W
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 9 p6 }4 @- K( E4 E2 M' V
THOLD_UP @ AC100V，100% Load ; s; |/ W3 l, q5 E- G
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
6 ?' Z4 n5 i+ Y- h: i3 l. u: Z! v4.6、其它重要波形测试：8 ~! A! `+ _2 R/ m( x% ^' G
% T: C p% L. U& _% y, M
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
( M; s& a* N- Z: ~7 D
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 " g! |' {2 C. I7 |$ d4 X; w- H% Q
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
& U% K I c/ D+ D# A0 q
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 2 q. g6 Z0 k1 J! t+ M$ w
05、温升测试9 x# A6 v6 q, U* j1 ^
8 [9 k5 [. Z- f% c. A7 N
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。6 g/ c& W2 j) R
& N/ H' N9 N4 M- N1 |
9 J$ ], e& P( }# i- E) A" A
06、EMI 评估测试
; ?% ]$ f/ k" ]; |; j, U d6 r$ o7 F% o" O2 V" ^
测试条件：
5 m" Y: q/ j/ K4 `; p3 M$ c6 O% s* z `3 ]
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；* m# d* r- M! j* Y3 Q) s. z! z9 V
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
; u. ^5 S; _1 m# R
& e v% U2 M2 C- L5 q
AC115V 传导L 相 $ v; g Y2 h( ~# [! Y6 e
AC115V 传导N 相
% @& A' v- N$ P; o7 b! E3 V/ L
AC230V 传导L 相
% Z* ~! H( H m! p: n* z8 b3 F
AC230V 传导N 相
8 ~2 p- x& {1 N2 `5 d: Y
AC115V 辐射
3 ?+ N, T3 r6 W | {* T
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