本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 ' \; Y& _! N5 y& z5 Y& F" c3 D
# S( k# I1 c3 Z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。
+ J/ s2 B+ _6 n! F- y0 C0 c0 e: c, V/ |/ q
01、样机介绍& \8 R3 d8 w9 j; I$ T
3 y5 c) Y1 T# D3 J0 [4 a5 l, S
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 f% |! [! L! S# U* c8 C
5 B6 {) T, E: `9 W3 T: D$ W
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
! h" ^. I4 Q0 O. o: l9 l5 ~CR6890H 芯片1 G9 v0 ?! F- ^; _. q: z& J
' A, z$ D$ G0 G; Z2 k) z7 E
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。2 b5 A7 ]2 g. Y0 Q+ V
0 [5 n0 B0 @* [1 e. c6 ?特性
/ R U' ]+ `6 j2 y
% |, ~1 g& K3 Q; {6 p较低的启动电流 (大约3μA)! n; R5 y& ^& x3 n3 m0 p2 ?2 N9 n
2 `6 i! A2 V4 s( m1 v4 x* G内置软启动减少MOSFET应力( V; ], q( h1 L! Q8 b
7 r3 l7 e; K" m0 ~' u: K
带有Peak_load 升频功能；' _2 d/ Y( s. H, e8 _2 f) @
$ f3 `# j8 |. O8 ]. k( `" C3 mCCM+PFM控制模式- x' f# T+ g& @# _0 ^) m+ B! M
$ p; E/ ^/ N+ E/ A J内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
! \1 l1 J7 U& g/ ^ |
2 C1 z6 k) B V0 V& w内建频率抖动功能，降低EMI
; q Y, Y2 h3 {( [- o- j, Q: ~( z W, K: S* k$ z% ~' a$ D5 {
内置65kHz开关频率
7 m: F4 F) T. e( @" X4 N) L! x3 q
$ P) }$ b# x& t5 l9 W8 u- h0 R轻载降低工作频率: ?9 r" }0 P9 Y. a K B
4 N2 [ V/ N5 n15ms倍频模式
5 }3 m. d3 o" m- n7 g6 g/ g/ c/ w( ?* O! K
可编程外置过温保护并进入latch0 E& d( E8 O# j1 `5 `
. T5 Q9 { p( j0 K; g, L
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch: w; V1 G3 Y/ u3 [- g
) s4 `) T6 [8 N+ l" ?7 `5 u
内置前沿消隐电路* t% W: T& ] `
1 o; V7 ]% X1 G% q0 g内置输出二极管短路保护) m2 c3 V1 I- s
# [5 z, g4 i' ^# N! K/ F3 b# G
内置过温保护并进入latch
, e5 O# y! Y& T. w5 O& ?6 o. y* h8 Z3 J' z0 _0 H" a5 o
过载保护( l$ f) c6 y* D( ?& h9 ^8 Q
2 J O3 K G' a3 s/ x2 V3 w) kSOT23-6L封装( G+ ]) L* c9 D2 ~ K
' L7 r" K" g3 B, R& C# S( s0 g; T) R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。; u% p; @0 D3 |3 @ ?) Q' n
# R: g4 D( Y+ f% K
基本应用4 e' _3 h' t6 a& q3 S
: L" U6 f" @$ z3 A& b7 Z3 kAC/DC适配器
6 P* O$ c, z- A* p O
) O* |$ c* s+ u- ~3 q, x9 `电机类适配器
. v2 ~" @3 K2 s
+ m5 U7 j0 d. ]充电器
/ O k; P6 }1 {2 J( F* F
" f2 M* i5 \& f' W2 L8 E* q9 ~7 \存储设备电源
* y4 d) n3 { L# D' r" v! G! Z# Z, z- B8 _% F* K. H
典型应用/ b" S# F4 d7 N% G+ ?
* ~: D9 u4 I9 a6 I* j) a: e
1 z7 g! C# p8 A
管脚排列
7 X% n: o5 m {4 m
) M- S7 l3 Y" p4 k7 @& s9 t) }0 D管脚描述
) K4 f4 T! m& K' d
U( I/ d6 L/ Y7 F5 T" K4 W
% v$ r, u3 W4 e% O* Y( T; E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。4 n& h0 k, Z; h3 l! J D$ p
3 T9 P3 x+ G/ j3 l3 C
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。
" T8 G% W. n8 t) c) l$ F5 ^+ _5 ]% P1 @4 h2 r0 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。3 M/ m2 F" }. X) f; j) r" m4 S9 Q
" ]! s. H4 I! f, v9 G
02、样机特性. Y. k% t8 J0 u& _, d+ [: c/ a
# V# m% ]/ x) @! ~% 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。8 ^5 @' q1 b) d6 Q7 Z
/ Z; n3 j6 G3 w2 }
2.1、输入特性：
0 u& B( A* n3 ^2 C8 }7 H
0 c' I. e7 U1 s2 w/ \1 C0 O6 o8 z X2 Y+ c8 I( Y$ J; _5 \
2.2、输出特性(PCB END)：' X8 Y% B1 F7 k* }$ S
5 {( _1 W! j- a- Q! u
& q$ R( c7 g: g4 _1 {8 L2.3、整机参数：6 x8 m" E- x4 x1 m
7 ?9 p8 l& ?* r, _5 H2.4、保护功能测试：
4 m) O5 W" f% t3 M" l8 X3 T
^( \! ?) D8 K. }0 `9 x _, B+ \2.5、工作环境：: u* B, E4 T" Z. N: z# R4 w: |
6 S) \6 @$ @0 P4 u W4 ~
6 z" E8 E# s6 e) l6 d! F/ B7 M2.6、测试仪器：& v6 W$ H5 t0 v( j
03、样机结构信息
& A4 K9 x, `8 j% x1 ?1 Z5 Q0 ?! A: Q# M3 h- ]6 j* b5 _. }* w
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。
; v7 p) R+ M- L* N( V6 E( _" j$ R# I/ s! p+ A! c% o
3.1、电路原理图及BOM：- a; z7 P+ d2 ]
% Z9 H) i, a( o! A3 N8 D6 U$ e3.1.1、原理图：* G: q9 ]" r R# ?: @+ S$ J3 E
+ W: n% a, f T7 I+ U- S! ~; q
* f' h6 o& u) u, O+ I3 ~* ?
3.1.2、元器件清单：
" a% h6 g1 i+ b- A5 ~" d$ b' |2 o+ t E- t2 y
. w/ |# |- G5 o$ D% Y) _& q3.1.3、PCB 布局&布线：) ]% \1 V( E4 u7 V% }( t
( R5 v* ]6 R# I# u6 b9 I
PCB 顶层布局
1 U% V8 s; ]( y5 r( h! L# S
PCB 底层布局 ; q7 ^) \% n4 m
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：. D' L: l% Z. p" { E. m
' O* G5 u/ Z0 N$ s, F9 |3.2.1 电路示意图：
, a$ J, b" u2 {/ A) w' c
% \2 W- L& g7 B. P0 R2 M+ B* A3.2.2 、规格参数：* b1 |2 e( ^' a/ L- I2 a8 J
( V; l. q( p+ O. M9 @( w" {
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；# Y" J& J$ V* ?
2）材质：TDK PC40 或同等材质；' j; t% H6 |* J6 u
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
# b" ~. R; N. k* M4）N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B 进线从顶部A 出线，磁芯接地；
! H0 }. u4 x/ H0 n# S. n6 T5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；3 {2 x4 k! ?- ]- u9 d) u4 y
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
, M! [& S5 f! E9 k, M. ]( I/ P ^+ i7）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）)；5 E$ ~" a' J- f( X
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
1 d# a7 @1 s7 I) O& |! L9）成品要求:浸凡立水；
% W8 i+ ]# m0 b4 a" x8 z a z& B( I; L* y9 Y- T" |
3.2.3、变压器参数:$ }3 t9 d, p' E R4 b
6 V! J, U$ X& q; |. P
% A0 x7 B) y7 U$ E l3.2.4、变压器结构图：
5 u/ X& M* o- M" _: o; g1 p5 v5 J, i8 m: ?
04、性能测评2 |0 P a8 S9 n2 O% Q
8 U; b/ l) p( o; r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。
* H7 s; X8 L- g8 {% t4 K
. E8 M0 m2 X, F( h2 S/ s( n, j4.1、输入特性：7 P$ A. x* `3 I0 t: K3 t7 J
1 L0 g7 e6 G* j9 ~
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。" L' D+ _# m& V. f9 i
4 p! @* M# w' o$ c# _表1 待机功耗8 |$ Q1 C2 [9 U7 X1 K
, T$ f- s( u7 u7 }1 p9 [' ^; N4 N表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
5 _8 q' [% h1 s& t' t" I8 ^: T/ ~1 s) I# ?5 m9 v
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
1 q+ X; ~0 X% C! x1 ]7 p5 H3 Z# l4 e, b0 \/ W9 f' ?
表4 效率测试（PCB END）
+ f- @0 G' ]8 M& j: W% E2 o; U8 w. O6 J% F) k
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
# J8 o( o8 { K1 p1 o9 z6 B
, Y6 b2 e9 y- Y7 _6 h/ x: o# y- a4.2、输出特性：
" [. x3 |6 d* }1 V# `- ~- g* p$ \9 z K8 c' @2 ^
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
- m0 r+ w, q, T n- w6 G
7 W' e, c/ x2 q+ l; g% ]% ]9 K3 n3 n" k, P( Q/ j
4.2.2、输出电压纹波：
8 W7 j: D9 o2 M: e* a. ~: p4 w. F: {% U2 W& I$ H% M
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。
( ^( j4 |% ~5 E" k8 W% F0 Q4 @2 M& S
( ^5 O. @3 \! e* L. C2 l4 T
+ |, h+ n, T) U- c7 z0 I
R&N @ AC90V/60Hz,No Load ' z9 k3 k+ Y4 v4 o* D: v% s
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
]) y" b( u% M7 ?# W( h
R&N @ AC264V/50Hz,No Load # v5 h3 T+ _$ i1 e1 @
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
* U" S+ c* z) T9 S4 W/ e, a) [4.3、保护功能：/ p2 ~" S i8 y
: |, ]/ [6 |6 `/ s
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
1 Z: E, B2 z( v6 G3 N% c5 s9 \9 D! h
4.3.1、过流保护：, C. O. a! J/ a+ t8 t
4 U5 D% \( \( L& z/ N4 _( }9 N& C2 j ?
4.3.2、短路保护：4 j, f) K& y3 ]# ?! i" B
" |% y& g2 m6 @9 X v& ?0 G
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。, z# R6 r9 d+ [
% B9 v" `2 {2 g: ~4 l
6 J, O" ^$ }. ~4.3.3、Peak_load 功能测试：
" h% Q% {- V/ U3 Y
" ?; Z; E @, {: B+ \6 }0 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。+ X- U0 k' @( b4 h
$ D9 U4 o7 Z' Z' i+ v0 v
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
7 w) s3 k( o0 L8 q, b
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
" o5 y) v: W. V( q, [4 p3 w4 o
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
1 |; J8 M3 h& S
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
+ ^# ]; L" U1 w4.4、动态测试：
2 z1 M! C2 a+ k4 M, g+ p. w5 l
3 e7 N& i1 D$ c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 d S2 P6 C! l- W- M( W2 X
" `- L- ^( [1 \ K
AC90V_5ms
AC90V_10ms
: a4 T, G! l8 e8 N; z( [
AC264V_5ms
g0 ]/ @: c0 k# w# q2 s; z
AC264V_10ms 7 k; P ^! K4 f/ W% U8 k4 _2 P j3 |
4.5、系统延时时间测试：, i* l0 w9 U5 y/ a
& v, i) n m1 b8 A: S
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
" Y. t. H2 d+ P
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
6 W- F+ t: M, \$ b" G) g+ z: I
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
# _' i! b+ h: r# {& S. S
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
4 ~2 b" [6 _6 h5 i# j6 T- Y9 m8 B: I2 K4.6、其它重要波形测试：
, I; k2 m) J5 |& E* G# Q" B/ K0 W! N3 |6 U& @
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
% @4 V; d- [, p% o _* g; g) B, O
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
w9 W* {$ _1 h; T. m; V- A- F- z# }
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 , M% T9 D4 R6 x$ P
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
y0 f! N% o9 d# O) k( I4 ~: [05、温升测试
( c+ l: e6 K) L. o1 s5 ]) d
. t! K9 q9 ], H. `% @ A9 R测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。3 `% A+ q# l, O# ~
3 j% `: J/ d5 |8 x5 ]' _) O1 u- ?" M: q6 D
06、EMI 评估测试/ K1 P, L, `$ g, e
0 u/ E9 [* ^( f5 F8 d& w1 }测试条件：
. Y- G% h0 t: g$ K' W3 W, W5 `( Q6 P+ A% W/ U7 I9 }5 k* ~2 s
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
3 K2 Y; p! F; s+ o# k* x" a限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
, P$ y i' Y$ s9 r J. s$ G# O
5 h" m# M, c) b
AC115V 传导L 相
) B- I+ g4 V& V8 o6 [4 T4 B, I
AC115V 传导N 相
6 j" p$ T/ Q/ L' b" x
AC230V 传导L 相 # C. t7 X) S) n5 H4 m: o" Y
AC230V 传导N 相
7 u8 F9 B/ x' x) m" @
AC115V 辐射
$ r- T) b y$ T6 u( 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