本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
7 A9 ] P: g0 W1 T8 m, H* H* m S1 u$ m# x; b3 k" g: i: b
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。/ \& ^. m. O, V4 l+ w8 f+ s
9 Y0 o' C2 f" |. K6 `$ W01、样机介绍
% I1 z4 c( G# C/ W( p5 ]2 Q3 _/ L( e( W- C- |. N" D$ ]' x
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。4 m: \* d' x- A
: c U# d: ?9 h2 P
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
( w* z1 n+ w& r7 kCR6890H 芯片
/ k( v# U. z9 ]! g$ W' P
' C( y% D8 y1 _: v8 x8 _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。
- X! D# E4 n6 H7 T: ?' ~# ]* ~( m% t! S
特性
& S8 `+ V6 u- i! H* j6 C. Q9 ?, t1 n- n: }' Y
较低的启动电流 (大约3μA)
( z8 T+ t5 n) L+ W
& z. A3 k4 R1 ]4 o }内置软启动减少MOSFET应力+ k% h+ p2 ~9 L
' Q. u1 f. |7 I6 s带有Peak_load 升频功能；9 O; |7 ^2 S# R7 l9 p! E
`) H% L2 Q" {4 n- T+ tCCM+PFM控制模式5 w/ K% K' v! C: Y' S9 s( Y4 t
/ ?' B! h/ I3 {0 W6 q4 E7 M) [
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡1 J. t" E4 h7 l6 o
+ [( N" R1 a0 Y% f6 P$ J7 h& W% K# r
内建频率抖动功能，降低EMI! q/ ?9 u0 T: t* Q: z7 K: _
1 x% {$ T7 Q5 ]
内置65kHz开关频率
f. S* j r5 a5 a0 b. A2 v% t! e0 i' \: b( N5 i4 {
轻载降低工作频率; T5 @3 N$ k( j& b; q8 E
, t% P- ^% I! f- E- l- v
15ms倍频模式
& r6 C$ l. @6 m8 k
) x) { c5 w* S H1 z- n可编程外置过温保护并进入latch1 I. O. q5 h% t3 d" Y
, @# L& X8 r3 j$ I9 f8 H3 tVDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch, s- N9 N: p$ f5 b
2 |7 }2 I$ |$ [: m& ?$ L5 X/ B
内置前沿消隐电路0 x7 g" B7 f* Z1 R4 A+ L9 e. B+ k
. w3 Z' X8 E; {% t/ r% }4 ]
内置输出二极管短路保护" r _4 ] k& F/ @3 o; V% e
4 ]8 b/ o7 v; t6 @- S
内置过温保护并进入latch+ @' E1 P( Q/ _- _: o. i- p! K
9 z" z1 }1 _3 n, Y8 u3 h' E+ o过载保护+ k5 d% \3 H5 D+ {( _4 P" R
$ Y( m* a( t6 o% G- XSOT23-6L封装
5 F3 @6 C* N5 J ?' l! p( J A, d7 I' {3 @: |3 I5 ?& C3 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。, |: v8 j. M8 R, G( J$ V/ }# c: J
! P" O; q# j7 T! i8 D* }: x% L! m! u基本应用
1 O3 p3 X' ^& o( b1 c, w2 Q
- N0 B, F. T5 @% N. I+ UAC/DC适配器+ \: z0 y) Z: p( i' Q3 G$ o
! ]* K* |; s+ }/ N
电机类适配器, x- [# @1 y K% f. H# b
- u* g8 }) E# J# h9 P9 X6 N; F
充电器
1 `; K# T; L( x q" w5 b! v1 e& L; Q) R4 R1 ~' I5 u# @
存储设备电源% e% K9 e$ c% Q1 k( z& x
6 i0 J+ f. g4 {2 {1 o0 ~典型应用. x' \8 g3 ~' o, `
2 k9 X5 c N6 _; @
7 a- _" l* k& ?1 \, @) Z管脚排列, |. D0 U9 j; z# c( Z; a5 d
6 ^5 |( w6 ~& W, g; U9 t( J
管脚描述6 \. w; E; `' l: @1 F3 m0 v
5 b. n( B/ M9 g% H: A) K
8 S i1 j, i8 U. ]2 [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。
- @" |0 q4 z% X+ P3 C2 e
. _# r/ K5 W: z2 ^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。
* G% k) p/ \8 U n! F; W" w/ e$ W
" Y$ E5 E# Y# ]- s% `7 |7 |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。
, z0 e$ D$ f" g; ?' j( a2 w% a1 f* {3 e! J
02、样机特性
# c( H" R' n9 f5 J, R" U$ X0 i4 U( q. c3 v3 w7 Q
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。
) M% B4 B: x/ g& B6 m% a7 D% X( b5 J7 w/ L5 O
2.1、输入特性：
3 Q o+ j$ U) y" Q, i7 g$ T
/ H; O, g/ B, r- b8 O; l/ o" `" T/ u1 O' J4 V w2 {. b: m
2.2、输出特性(PCB END)：
! T: @6 V: ?1 A7 \' ]+ ^
- t2 }# o) K2 {+ T4 t+ [7 t
. |4 S3 H2 V5 j2 O1 F2.3、整机参数：
1 ?4 _# N: t9 W \+ s1 t4 X
; D5 t D0 R6 X q7 q, G" B2.4、保护功能测试：( U" O/ ^* `& I
) q5 d; d# F( ]6 {
2.5、工作环境：
" F( z' W: }: ~" J2 y
% v( e0 d6 z; M9 C* P0 D! f1 [
+ B# N& P8 S, W) P2.6、测试仪器：" {' e$ g2 l& o* k
03、样机结构信息
" H% H* X5 {( t6 Y$ S) B: Z _. g1 }4 C5 J9 c. v
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。
9 D$ U n3 i3 }/ C# V H4 w5 s' }1 m# F3 m& I
3.1、电路原理图及BOM：
# ]7 h8 ]! t- J3 _
, B2 o, p; e" G3.1.1、原理图：4 m j4 m% V; e i6 I- w! {
& [5 t* l0 {8 p. ]$ y3 W$ |; o+ P6 b$ T
3.1.2、元器件清单：9 B2 _. B% {* `1 g, w
: ^; {4 H) ]% l, E1 F b$ i, S
" J1 E( F$ G/ Q: |: [4 f3.1.3、PCB 布局&布线：2 x3 b' O$ ]- {8 L+ `
7 v" y6 T: B: s; E; u* b: d
PCB 顶层布局 ( a2 `' b. T( O, S
PCB 底层布局 2 m# S+ d& ^" ?9 G
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
- O( s8 h1 F4 x' r9 @5 [
& @( g2 m- y: y1 J# C" @) K9 Y6 E) Q3.2.1 电路示意图：
. D( Y' g3 e9 q1 v( n# r; Z' ^* [! t2 D% v
3.2.2 、规格参数：
T _" r- N$ r4 I9 d5 z! a9 G1 ]
7 h% j3 w" {/ Q8 u0 y9 b0 n D1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；: N7 W5 }, m5 c- L+ |' ~: A
2）材质：TDK PC40 或同等材质；0 F1 Q( T K( H8 w4 n) x
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
% ?9 |* q: H& X/ B( d# v" l4）N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B 进线从顶部A 出线，磁芯接地；
( x! u: V7 A- e7 f9 a5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
' D: I7 X- ~# B) ]( y" G# Y' J6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
) `8 c0 }. M- f& h% W( P" Z& {# k7）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）)；. J0 t3 U! U8 X) z: D
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；$ s6 f6 Q- U% u
9）成品要求:浸凡立水；6 b8 V! k l3 f9 M3 y
- P' |* S1 o$ c3 G3.2.3、变压器参数:
. P; `; j3 s, ?- L- Q: g; \- S0 Y/ k% g2 G
8 k" z8 T" i1 r$ v" w3.2.4、变压器结构图：
3 U0 h9 v& K1 U, ^
3 C m4 |( \& ]2 W% T; N04、性能测评& x0 F: p1 P, F+ {3 {
# p" k6 m& Q. e% ?. y. a( 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。
$ f3 m' \& \! `
( W! v7 f* [8 _+ ^4 j, f4.1、输入特性：0 A2 o1 q7 u+ |
. f J X$ {6 b2 u/ 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。
6 Y4 g1 [$ Z$ ]
" L! h( v! f6 J V表1 待机功耗
0 ^0 D6 t8 g/ u# j! k2 e/ D
3 ~# X+ _: F2 _表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性4 n; a/ j) e- v6 b3 Q% |! H1 |
U! s y: g, W: d/ w4 q0 k* j3 P表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）9 i' S! @3 K* x1 z
' O3 ?9 O2 K" K2 z, ~" M) ?: D: [' q表4 效率测试（PCB END）
1 @# Q( c3 a' c0 S
9 S# L+ R. J: r8 c7 r表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
# {/ }# g- W( w* m# i/ \' P& l) k5 |0 k7 B
4.2、输出特性：
K! C+ P j4 j! X0 E& w
, X& J) z( Y( |6 C; i4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）4 C+ |# H; P( z8 v
d9 v ?" w% t, _
# l; w1 J; S! T+ u' g
4.2.2、输出电压纹波：
C3 w( _; j# Q$ m1 @
- t6 x0 {4 G$ N2 V( V- Y( 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。3 x ?6 j% {% D$ b
0 O& U+ l3 k3 |8 t7 s N
+ s A. K% Q# S/ G9 E
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
- x/ g+ ]$ X- J7 R; N
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load . M8 `& d; J/ \ m, U6 c
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
# j! d. _' {+ n- i# u
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
?* R0 x7 r) `$ |4.3、保护功能：
, m" e- } {0 D1 e y ~7 {7 l0 L* h2 v/ s# y
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
; J* H; ?/ }$ q) k
' W; |/ m- l$ y* a- \7 \4.3.1、过流保护：
: K/ o$ h" y( l5 r
8 B. K" G" ~% V0 p
: S+ |# H2 E6 H7 V, `+ a4.3.2、短路保护：
+ B# \9 _5 O' N" w5 m: \% \# C; F* l) b% G9 O( _/ L: D% d
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。' E' q# w8 [, b' s
; U2 }# _$ j' I' @ Y4 m2 v
( G0 W5 {# D0 ~. @$ }$ r4.3.3、Peak_load 功能测试：
: x' G* h- v2 k) X1 B* p9 A" t
4 V6 H: P% T' p2 J) k' F 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。
' M2 u" W1 D, T
8 W) K: `- t! X( a
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V 8 ]% M, I9 i2 B
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
$ T6 v5 e: w6 e" r+ z3 m8 k$ [. n* Y
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V / D4 t/ u/ q! E, q! O
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
0 A8 A/ I; L- V3 p. A( z* ?; U4.4、动态测试：5 r+ P+ V6 y8 Q4 P
7 r" x9 O% O" 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)
9 v# X4 f* n" S3 q
z1 V" [5 H7 o+ n$ a
AC90V_5ms
AC90V_10ms % b" s( g/ e, N4 c& u" |! _' i' o
AC264V_5ms ; U9 Z5 y6 Y) j8 K& n5 Q
AC264V_10ms " T) w) J& X% f& U, ]- n% u* N
4.5、系统延时时间测试：
* w" q7 m5 R9 E% Z8 G: J0 K2 r+ v$ D8 J2 h& o
TON_DELAY @ AC100V，100% Load ; F* P P, K' F" \ c
TON_DELAY @ AC240V，100% Load ' [* ? C) o. r0 E
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 1 i0 v8 B1 L- b( ]9 o& o
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
0 g2 e6 g$ L. u" |0 [4.6、其它重要波形测试：+ ]- ?% q- K0 X+ o
+ \ l' o1 v7 v, A
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 1 I$ l0 O$ t+ F+ A
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 3 ~1 a6 D% l5 u; ?6 n; o; Q
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
0 h# g: m/ ]3 K0 U/ Q8 w" O' e
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 % t) C0 t( m6 ^+ Z) J3 G
05、温升测试
2 D2 i/ k5 k4 D; F/ b/ B
# s& l5 ^1 r0 Q% }5 V% F5 N测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。/ D5 t- h; y1 [
* L$ i- b5 T: [, y& I2 d I
: s' E! J) i4 k# O+ {: h% E4 i
06、EMI 评估测试2 _6 H5 J$ x; D$ @* G/ {, T
5 S$ c" e0 F6 s6 c* E
测试条件：
, W* e2 v$ Z. U! b4 W0 H" f) Y
' F; C. w( o" U5 g% j; B7 Z- x: g输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；2 f! }' p2 C' R6 H3 {5 U
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
- u( O- T( Z) b4 |
+ ~$ o! K- p0 h" j' P* u0 v
AC115V 传导L 相 " i9 E( R7 @* |9 n& {7 _4 N
AC115V 传导N 相 8 y" X Y c# \5 g
AC230V 传导L 相 , A; y- p0 I5 _2 ?5 t
AC230V 传导N 相
# {4 |; k! A | o
AC115V 辐射
; c5 y4 ?' A8 M: A# r; H, T7 Q
AC230V 辐射 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-5-6 16:49:15
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变色卡
显身卡