本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 / f Q7 ~& e7 N! B& Q
* [ T; e4 \& `# y p+ Y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。& N$ p4 e+ y0 r6 `. m8 v6 s4 ]
2 d' Q. Y1 q1 p8 ^3 g& y01、样机介绍
* d. k& k) t9 S3 |" l% p" b9 d! ]
: _+ m# J* N3 A! 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。
/ `& |9 b) R0 t% l- \/ n' ] l4 d- d$ s: ]/ Y2 `5 t$ p8 g. @
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 ) W8 ^) z- u7 j2 z
CR6890H 芯片
% R( M ?4 D+ D2 C2 H0 l
: y+ J; `1 e' C6 Q3 G t- aCR6890H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。
5 ], t( P7 ^: B; o/ ^
5 X! @ |! I! M' B4 P特性
' Z. H9 p2 i1 ^0 N4 ?6 T- ~9 u! z' x, ]; c/ A3 D# E( M2 ~
较低的启动电流 (大约3μA)' n2 a1 }* U. ^6 H5 {# r* Y. B
5 @8 R! `/ u6 S' B& E
内置软启动减少MOSFET应力& I9 ^# K' n& m6 F+ W7 ?
; w0 G. g+ ?9 Z9 Q o0 E( g2 b) J
带有Peak_load 升频功能；
+ D) S S! d* J6 O) z( _
# n! R, h5 ] w( H& A8 ^& a' ACCM+PFM控制模式
2 M Y' ~7 p1 a1 t1 y# V; G5 T H8 m
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
5 _& _. Y [, N" {3 h, V+ x/ @7 l: z. Q
内建频率抖动功能，降低EMI1 Q, K4 t2 K; D8 O& M6 }; c
. T" a( l# a+ M内置65kHz开关频率/ D8 n4 b( K; A3 V. c U. ]( {
, E0 B6 Y( L; p! ~" Q轻载降低工作频率: C9 d/ K3 p! P7 o' X0 s" d! e0 t
# p$ v8 ~5 i" b0 Y$ h6 {15ms倍频模式6 j# `6 k7 w/ Q8 l, J
9 v! K* g# R U可编程外置过温保护并进入latch
l3 B t- z( z$ M9 Y. r+ w
6 {2 U; x* M! {; z- k7 iVDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch1 Q) w C' {6 Q% v8 q# w2 T- _
4 T; {) ~9 U6 d/ D/ m) J6 s
内置前沿消隐电路
0 G3 L8 v% ?7 U( R6 q7 p7 j
4 P. V+ f, p. a k! z' X6 f内置输出二极管短路保护
7 E+ k. J9 k. g! r, B- y# @; s8 I- V4 n2 v! o
内置过温保护并进入latch5 S/ J9 I9 U* }& j) X
( N' L, s6 C- _过载保护
6 K$ g5 D1 c4 K" S; o
/ F9 l9 v1 p! k/ ^SOT23-6L封装+ S5 f+ S2 L: g1 P' p
, M3 O# |1 K3 P7 m% z) A0 e8 C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。3 Q8 s: _2 A& J5 n7 n
* S# j% y" Q* F: \0 \! [7 i
基本应用
# I0 s( a x+ e: e8 N& I
* _. s8 z7 O9 i* w5 TAC/DC适配器
, x6 E n S7 R" i h/ G
6 h# v: `8 T( M/ \5 C电机类适配器
3 B4 [8 e6 ^6 z. U2 O9 q- p$ J/ ^& X m7 p% O
充电器
5 f- E$ S& X4 V' Q2 H7 `! s1 ~* ^4 c* W: R& a: [6 c6 V
存储设备电源
- d$ N& Q2 j& C
; o+ C0 E i) W5 r, q9 ?1 t典型应用
9 v5 _# u3 w+ {! c( l: e8 Z- @8 [- N: l
& @" v( r1 S% ]% O# |: }
管脚排列1 y: c& q& l# f
: Z& h0 p D' x3 m0 l; o7 ^管脚描述
% d; e! C! `/ E9 u8 }; q# k/ ]- x! }. P1 h: v
5 P, b1 O0 T9 J U- E! Q1 T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。- S5 G( }6 H$ D0 w$ L0 A* c
( O8 c; H1 {7 k [
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。6 j4 x5 O& _# _4 j1 k
n* K$ G8 Y- Z6 L) 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。
- c% {, e, f% W+ z$ K( O
; E, T6 e: l" j3 p. f, r02、样机特性
9 @ S, A) F @3 u$ Z
& j0 O9 J0 e5 Z- G) I2 {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。# Z6 K1 g6 ]/ h O/ P& L. M
! B u5 g+ A B1 U u2.1、输入特性：
" ]( G9 r$ h4 ^. R* |" n1 ?
. A& \8 j$ X R. m# U6 H) M$ T8 x: e2 K+ y) R+ c$ s6 h$ a
2.2、输出特性(PCB END)：
4 u+ k( {1 | @3 D! A4 T3 X* r, }/ d
1 A/ I a& r4 ?2.3、整机参数：
8 P: V6 S$ Y0 |4 K/ F/ ?+ M# k& [% w1 o- g9 t2 D, D" J
2.4、保护功能测试：
' D5 i4 g& \. B" h R/ ?- _( y# k; X y) B7 l
2.5、工作环境：
( K5 G1 O! W$ Q; r0 k+ ^# r- ~* g3 c2 ?5 r% l; x
+ n- d& x; A( g6 t
2.6、测试仪器：
; ~% }% j( r& b03、样机结构信息& {5 E0 S3 O6 _7 s w
; J- e8 N) l/ }$ T+ s/ e
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 v V& h4 p# H& g
3 a6 r+ V" D* o- a8 q6 y, B3.1、电路原理图及BOM：5 o# \2 n) _, k" s1 a' M' K
! }% F1 U$ ~" ?4 ~$ u. u3.1.1、原理图：: g' e* f& l. G/ l( y) X5 B6 d
% U3 m" W5 p* }' w5 ^
/ s" {, [# L5 H1 R
3.1.2、元器件清单：3 C& h( H# d( |" h" ^
! Y2 V5 m @4 F# M2 B9 t% x1 x+ ]+ k. D' p8 W% q2 r
3.1.3、PCB 布局&布线：
% X5 v, ~6 R" b
6 B7 c% W- h! R( q! @0 [9 Z/ d
PCB 顶层布局 6 B! r9 C2 q* E; [" }" |; f9 _! K
PCB 底层布局
. e3 x6 H: n' k5 n+ |( p
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：8 E; _) |5 O7 Q% z
/ f; D+ {7 ^' V5 B3.2.1 电路示意图：) _" K2 h' K9 q5 K
$ d3 I$ |# |6 B2 K3.2.2 、规格参数：
: e8 b. F; l2 L% \0 ~4 {* @ n3 p- D; P
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
$ j" e+ R+ B0 `/ k1 a" S/ @2）材质：TDK PC40 或同等材质；
& i2 t7 }% j2 B+ y3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；% P# E4 Z! e" f \& I
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；/ f" |* f5 W& ~ [5 W
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
3 G% B4 ^( {% G' f8 d6 Z6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；6 F$ ^/ S o) A3 f1 F# K5 ?; ?
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）)；6 y3 _9 N( `, g1 p$ _8 ^& M
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
7 I. u9 H: e6 _1 {, d" d% |6 G9）成品要求:浸凡立水；
* I2 ]( Y" M( I5 w& V$ S. V
4 k. O. _3 ?2 {' ?; ?3.2.3、变压器参数:) l- p: F- p3 l5 N) J
6 f* G2 v* D6 J# P$ X0 `% F0 i
3 a& S' [ P; D! J
3.2.4、变压器结构图：2 J r1 O. T4 V) c% j( g
+ d" P! P& Q- x4 p: m04、性能测评. l& x/ u1 b0 V1 ^
* _+ @1 t( K; w" O$ u. ` J& k& h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。# l9 S7 p+ }! X8 }$ a, j9 B
9 q0 D! v( \# @0 D8 Y* }( i7 o
4.1、输入特性：; s4 V, f1 B) u" s, o5 W% ^
# T" n: l* I, a" ^% B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。. s% @7 T- I/ e& r
' m/ z" ~4 t L& q+ F( U
表1 待机功耗
! N! ^ u/ R' D( K6 t+ R4 q5 E, Z& A* W/ f& ~
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性+ ~% c7 f- X; s
i+ H. m8 ]$ H$ Q& |8 j. H$ o2 K表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
* F- ^; R7 b2 l: J6 p( e) v5 N% D# T* U
表4 效率测试（PCB END）) B8 `( O) M, u* l v9 ]
% |$ S! F6 y- t( Q8 M' N% y5 s表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
$ ~1 L4 h5 ]8 t
0 i9 ]; A% V% @9 ^4.2、输出特性：
. B! n0 V, Q- o0 n( u$ @# ~$ f% X3 m, O& G) L! c* o
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）* o, I" i/ @* w
, j" e0 R! x R7 e
; n# o1 \$ \4 c9 y8 Y0 H( P
4.2.2、输出电压纹波：% z9 z; D7 b3 p4 u6 U0 c. e( |
$ H7 H7 c& [; 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。 b, [! q7 u, \/ ^/ H
u" t. Z" p. H: w; x/ u
0 h) h3 P: j4 ^. X/ \0 D
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
4 t9 C4 \8 j+ Z _# z$ L3 P
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load 7 m; S; T. @0 x
R&N @ AC264V/50Hz,No Load # T* e/ X& f9 Q& j8 }
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load 7 H( Y: q4 s) E* g: `' i/ H, [/ j
4.3、保护功能：, W4 C! ]2 c: H
+ r% ^$ B7 ^& L4 o7 f: e& X
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
2 N& Z5 @1 L, B: ~8 z. m& e. }. N3 J1 X7 A
4.3.1、过流保护：" }! j+ V5 F$ r! p0 j* M
6 y& d5 j5 y6 \( b2 B" n3 M
2 s, Z2 b7 ^8 U3 q; T5 B& D; c
4.3.2、短路保护：' @7 G b. w6 B7 r$ q9 N9 Q
P" t9 x$ ^ H
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。$ v! b" _4 W- f- I4 v* K
; {7 y8 R" D' e
6 x( G! e; o9 x+ ]0 `9 D. y
4.3.3、Peak_load 功能测试：
- R5 \8 t' ^; ^/ h3 C {6 P2 B, r* I5 ~4 ^/ q- \6 I. a$ {/ Q% p
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。" z/ S( A3 v0 ^% m! ]
, _* E% e3 p- f% U" L- m
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
6 b! S' u2 M7 z* }
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
. _3 ~& e0 r3 X/ [, I4 H! s% A G% g
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
! F7 b7 a6 _/ Z! N/ ~" ?
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
! A& {5 H& k, K( z4.4、动态测试：6 \ Q$ [: e6 k; y$ R! s
4 I* Y4 G$ A% ^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)* @2 v9 a# b- d% E: p {5 O
7 S8 Y8 P! K) b+ w, z6 ^7 l0 V' a
AC90V_5ms
AC90V_10ms 5 J! }7 L; ?9 t* G
AC264V_5ms
+ F4 c: I7 l- J; t3 K
AC264V_10ms . k) n/ H, _+ }4 F
4.5、系统延时时间测试：
/ L n2 V h u* A' H3 u' g1 w6 F! B& m) v, {4 b
TON_DELAY @ AC100V，100% Load . i% v6 `6 N1 S9 ^1 P2 A. ~! k) h6 X2 j
TON_DELAY @ AC240V，100% Load * _2 X+ A* f5 T- e, p$ `
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
' P0 T0 d, Z* o6 L
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
9 o% o* m- y$ V3 l4.6、其它重要波形测试：/ ]& E( F% Z6 p2 W h' L
5 P3 O6 P1 B& W# n f; t9 t& X: @
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
% Z: ^9 n2 y' `" O) `7 n7 j
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 / l2 D/ l( q# W: @2 r. q$ c# I
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 ( F, k' M' d5 |; K
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
7 B# e! Z9 o' T- ?05、温升测试
8 K: |- G% E7 P6 L* M$ N; @5 z; I# A# B" M6 l0 [
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
9 S0 ^5 Z' ]5 {7 b/ N8 e( b' l7 j
( v, Q( W% t( s% r5 `( s: ]/ C+ i/ e0 u4 {& _' P
06、EMI 评估测试3 s7 S+ @! o3 o% @
/ J- T6 ~% c3 r$ A0 P; ?
测试条件：
5 c; }# q# L: S, Y5 q( l& n% f1 U! S
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；( f+ Q! e+ E" K# _0 c
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
3 D1 ~ N m& y
/ i9 o" b0 N/ v. x1 G1 ^6 n
AC115V 传导L 相
9 V4 N; M, u+ y0 i+ N! d4 h2 P
AC115V 传导N 相 ! l a3 T* a+ t, i+ v, t" g3 Q
AC230V 传导L 相
/ _+ e* P. {4 q+ v( R: x6 m$ I& W" `
AC230V 传导N 相
) ~% ?2 n8 Q) k9 F: o' \( [
AC115V 辐射 & S; r; ?# b/ z6 Q4 b7 i) C
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