本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
! U, J) h( F3 _, b8 t0 ~) z. C) A& Z( s3 R
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。. Z4 f& }+ M+ K
% J. y8 u% {/ z3 k( F) g9 I+ d7 S01、样机介绍
7 Z. `+ q; Z+ P o I/ d; x% n1 a, e9 x& u) u
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。0 D, a, Z! J0 h/ o) w
! {8 I9 I7 D+ B: ^) o+ n
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
1 I# `2 I+ b# l% e- {% v2 fCR6890H 芯片' D- T2 W8 @% v: C) H5 z4 h1 F7 {
, E7 O" ]( I# C% M' t' J$ |9 hCR6890H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。7 Y7 l( Z* K0 U, ?4 h) b& _, ^# H
1 |' T9 D& x5 }- e3 [ j; \. G特性2 R/ T# I/ u& {' [0 X/ x9 Q
/ f Y s% W+ a5 K* e, f较低的启动电流 (大约3μA)1 G+ ?) T) H( f
- `& S* o/ T6 b; g0 [8 M! R
内置软启动减少MOSFET应力6 H" G) h" ?: f) C6 W
3 x" s9 f- p7 i& C# ]带有Peak_load 升频功能；
5 d/ f* j8 e) y8 R* H, d# K" y! u9 X
0 q: W0 q$ }) {7 ]# cCCM+PFM控制模式* T% x; k b* \1 W
9 v/ B6 d( r# j( R内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡+ A1 }8 R( B$ S/ s* ^% A
9 D1 N1 x# B4 D7 p/ N
内建频率抖动功能，降低EMI
" C5 G+ L( J6 j4 k! W7 g( F, C' b! ?. ?$ K2 A f8 T& w
内置65kHz开关频率
( M5 S8 O. ]! Z" o5 F$ j. l, R; J: C9 y0 n- \2 H8 j. }
轻载降低工作频率
! l1 k3 j- A: m! O$ }% j# q3 ^5 i; Z+ H* @$ `
15ms倍频模式, P5 }7 E( b8 U) h, x# g
8 q& o! q. o. A3 ]8 r( h
可编程外置过温保护并进入latch
@3 d6 s7 q W% X2 R, g& t( f+ a' c2 [1 ~
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
/ o2 q. ~6 n0 H% A: V- a5 e+ I* D$ J; `* n5 o% C4 }( a
内置前沿消隐电路
. r5 t6 V; y) U4 F
+ |7 t# i& p$ F, f7 b0 v内置输出二极管短路保护5 s8 n' H, d6 g' z
/ r) m9 Z8 \$ Y0 u; g( }( `
内置过温保护并进入latch
: {% Y2 h$ f, H1 u4 g. M2 M3 L
# G. k% p" a; r- I过载保护
: J; n" i0 f& v' |- h" L$ z9 N; s! q4 V" D8 X
SOT23-6L封装7 ~# B: i7 N6 q
, \& v+ \+ q, E; q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。" e* C2 e* W! F* ]+ B
7 F9 d. J5 g6 \! N8 ^* _基本应用
) A/ ]9 c9 P2 S( x3 C/ r+ ?
; d* H7 {& M- K% O* \2 bAC/DC适配器; i6 {- ~( d$ L+ p% ~ I! a G$ ]
2 n4 j0 W. B1 Q# _) G电机类适配器
: o& ]2 o$ P7 b6 L; d" C* `( `2 D) L5 B% A; |$ n# p* O
充电器$ E5 J+ n8 I' h7 q7 R" h; N
, o- L) H8 ~& ^ \3 t0 ~) i" n K4 J
存储设备电源' w# H# ]2 \; u) D2 C/ X$ U
# w9 |# F2 {8 E9 R8 v5 v
典型应用
, ?$ e0 l! k w. |# O5 M
; A- G0 N+ M8 Z7 z# P. k, e. Q# P
, X* U% Z6 T, T/ u管脚排列
8 T/ Z/ N9 a6 k. c
) }1 c7 k2 S: x4 C管脚描述
1 Z7 [7 [, S* }/ {- z$ s4 Y! |. U- I- P) w8 v
# D$ { }; ~+ M3 G" o3 W* A4 U' O
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。$ w1 @0 K j F2 I7 u
- @+ W$ e) i4 J% R* E2 G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。# N* m. x8 [) f+ R$ Q& ~3 P
; K r% c, d9 M" x
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。1 I: p! y X( l; Z! R- W! L
! o. k _" H6 n7 q, Z
02、样机特性
, {2 b2 I$ G9 d, F6 s
z6 o* d/ d. j8 U( Y: E. n b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。% z: u( D* G. i1 Q
; ^( z8 `1 Q7 z- k( j: R
2.1、输入特性：# F! L9 @5 d: ^3 L2 A$ U
; c+ r6 r& |6 E; ?3 U* `+ o p
3 g' y4 l: E0 ]# _2.2、输出特性(PCB END)：2 K& G9 \9 y& Y0 P6 Q6 A) h- z% s" o
7 N, W H* t5 Z' e
* A+ j' }9 r7 Z9 \, I0 H' ?- d
2.3、整机参数：" J- d0 M# |+ D, N/ z7 p0 s
& r+ ?5 ^) \: w* W# ]2.4、保护功能测试：
2 O6 V Q5 ^1 G6 A, I% i) x6 _2 j7 k7 x( o6 `( k5 w5 v
2.5、工作环境：
4 s8 Y5 X) ]* ?7 ~) K: n* u: e0 U: |
" {6 Q" y1 d' Z6 ]! ]) r8 U; i; s9 N2 J+ a9 X+ |' F
2.6、测试仪器：8 B* a5 H6 E7 l! b& p* p. I0 ]4 R% A
03、样机结构信息
# S; ~, w, A3 I. f9 a: l0 Y! E, y5 ` O: L: e. A& 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。$ s# N- ^, U- y1 M2 @% |- p
/ f) X0 L# s: A8 t3.1、电路原理图及BOM：
1 F; d+ [8 o- c; E$ a+ X X
2 U* e& [6 r& \: Z3.1.1、原理图：
' K% E" a* ]7 S/ {9 ~% V" a+ y$ Z4 } w/ {/ ^6 Q o5 L! O. y5 e
+ ]6 K+ {1 F, Q) I& l1 f3.1.2、元器件清单：
6 J, c% R8 f/ {8 p/ l; S+ Y+ |1 m1 [# W6 Y
2 Q/ }' e) w- q2 L% S, `5 B' V! E+ K
3.1.3、PCB 布局&布线：8 I- z8 p5 ?9 A# _+ Y6 U3 X
7 Y/ f o5 I# E/ T- R
PCB 顶层布局 0 K( m0 r1 M% L( Y9 ~( l% o
PCB 底层布局
v7 b$ c9 U1 U4 z/ C; X) t, M
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：6 y- n4 A" K j, d, s
: a5 u3 N0 B. Q- {& O3.2.1 电路示意图：5 @( ?8 F. W5 l0 n; Z
! b1 g1 [- D5 l8 h4 g/ W3.2.2 、规格参数：; |4 u7 ]" Z4 B7 q( V# }% P9 g( p) O& N
% o2 F4 N! y7 M6 G
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；5 p- y' a5 `. Q
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
5 N# k s3 V4 |+ a3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
. A, d% I) u+ @% @4 s( ]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；
4 X4 R$ h, b* {! U' C5 s- |1 s5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；. v( o9 r& w/ g
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
7 f6 M4 O& }# K$ \' y7）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）)； i& C# ~$ P4 B c7 h& j/ Z! v
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；- G; I @* m8 H c5 L: F
9）成品要求:浸凡立水；( G' c x& i ^0 ]& V) A0 b5 q
+ {. [3 g& q% l3.2.3、变压器参数:4 j( a r6 o, i% P) a
: \' N$ ~+ N- h2 p2 j7 m4 T' N4 M/ R' w# U' m+ R/ L4 z
3.2.4、变压器结构图：
T' z: Y! J' ^
8 G$ w+ B8 M {04、性能测评$ P1 H) ~* N5 H
& [6 ]2 \* l" ` r1 f
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。
' M" H* h/ r7 O. b, u+ n/ Z# A4 p3 p/ y: U+ D/ |% |
4.1、输入特性：0 |# c% h/ V! s- J, M/ F# H1 Y
' S0 r9 T& ^4 o% f+ y' 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。8 G( d7 s: X+ m: z4 ?0 s8 Y
' H: y g0 i$ ^% j6 v# m5 h表1 待机功耗& O" D* p* x; }- X% I* h0 K6 ^
. _4 B# R5 u- S! ]. A4 ?% G表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性$ h0 ~# e* {( y& O* D! `
+ Z( m% D+ e2 G! A: w) c
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）7 D9 o2 V! w7 f0 N! w
7 \% W3 b4 u2 x; e; v# k
表4 效率测试（PCB END）6 X; w7 S0 R ^- v+ n2 ]" T+ T
* h. \, l& F/ d7 b表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
$ V, f2 p6 t. c, N$ [9 I @8 z4 [4 b
4.2、输出特性：; ~0 p; U, w* B/ }5 K3 s$ v
- l6 B. a% Z: I" [ h( m
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）8 Y8 B1 I p# N# p2 b/ z
( S/ Y- E0 J1 W
, F4 ~% W |+ T ~' j' e! _4.2.2、输出电压纹波：
& i% z* l, [5 Z2 {( k
( G3 [' n7 ?, _/ H9 e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。0 q, U9 U$ e- I3 b* n! t# L
9 ?; T% S [ x5 U' u7 q
) c' K8 R9 X6 e, I! p/ ~' C, n6 G
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
, d& r; c, h( q( a8 J
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load + d* L l5 I' z$ T
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
) M. E: a3 K# h7 I, P
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
( Q4 ~ I$ g1 T- C+ R5 P4.3、保护功能：
b8 f* M9 }. X+ {( S3 l; x
- G* P! A7 ?# ^# Q以下涉及过流保护、短路保护的测试。
/ e' Y: p5 Y5 J# |7 g7 |. K
9 N: K2 y* b+ c" l( m3 [5 Z4.3.1、过流保护：7 Y: A5 {: Z6 p( l, A( G! @# ~, d
5 Y" m, A6 @. @8 }+ b4 s: N- o
9 Q+ i E) C0 ]- Q1 i7 t, ~4 D
4.3.2、短路保护：& |; N) Q+ d$ k2 F4 @
, P1 _6 }+ ~+ O5 Y' s+ q! ?
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。; |- Z& P/ H# Y% h
! G, e& F1 }" H' F) V, `& b4 ^0 w) d
4.3.3、Peak_load 功能测试：
) J( G! l# r8 x; Z2 x* Q$ Z7 I1 P. g
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。
% h5 g- B5 Z7 u2 P; A# z, p8 E: o f8 D
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
2 W5 P* S6 z: H
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ 5 ?! a' Z' t9 o2 X
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V : }3 D( a. X. r
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ ( T8 P5 G9 H1 u. l
4.4、动态测试：
& s: L4 T0 w$ \3 |* s6 I D6 }. b6 h' r
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)% g0 _& g" l3 C. k* n
: ^" L/ W" \" w: ?: m0 q3 V
AC90V_5ms
AC90V_10ms * C0 f, t, {" Z! @
AC264V_5ms 1 A8 W! T; j9 b$ h
AC264V_10ms
4 ]& G% q0 n6 x% B' }7 T4.5、系统延时时间测试：
6 u" o1 q! e7 V H. j8 v8 Y9 K. b$ M0 f# U9 t2 b& e& ?
TON_DELAY @ AC100V，100% Load ! ^0 r: w+ ?- A- U0 u
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
: V9 X$ t/ t2 J! y
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 2 @! L3 X7 |# U* Q
THOLD_UP @ AC240V，100% Load $ o3 y/ v+ m/ y4 W: j0 m
4.6、其它重要波形测试：
% v% K/ i* h o. Q: ], H8 Y/ t3 z- D
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
. ~: ~: |7 A x" N# O- o. {
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 / E3 L: V8 O# J" `% c
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 - e. R0 N9 \3 Z+ I' O1 X7 B
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
9 x" |# ^( v; ^# [' T05、温升测试
2 Y% C2 n; }5 k, M+ r
- S* f: X" Z2 X; X2 F" s测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。1 e3 Z. |+ m# E6 G# G2 W
Q. Q7 e* M5 h, W7 L ~
& t- l# ^ t4 [% Z: n$ q06、EMI 评估测试
- E; W5 r6 P' Q; }. @6 I, _1 ]& k
测试条件：
3 k$ p* N8 F& a, |. ~# n; g$ u8 E9 U
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
. B: l: @: n5 P: h/ @限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
" m& d# C2 I& p P! r1 T/ m! p. V/ O$ R6 B
AC115V 传导L 相 # y6 z2 ~/ ]8 a
AC115V 传导N 相
' K6 B4 B1 G- e/ u! Z4 X% Q% l
AC230V 传导L 相
: F: p8 G9 y# ^+ m
AC230V 传导N 相 / {" p! J h5 B: y. N
AC115V 辐射
. }1 o( S: ^7 c3 G* 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