本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
% d( w& G1 x5 l( K% f* S7 b) r6 s
, u2 I1 B y2 j$ i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* P9 R2 ~ x1 T* v! _. T5 p
* H/ p1 H* V5 z% H4 Y
01、样机介绍
# A) Q" _! o9 {9 H: H2 m) `9 c k( a9 p
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。+ t" n. f8 J+ Y$ V c7 r l5 [% o
% ^5 h, W5 j1 a' @
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
a i! w3 t x2 ICR6890H 芯片( ~2 B( y* N, ]$ \
# H% ?9 u$ E9 g v6 o" b7 r" N
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。
a8 h; M, b. v$ k: h2 e" r& t5 b7 B3 w% q% I3 E0 v3 \
特性# B3 ^4 k) P4 z& s2 K* F' J$ Y
$ ~& Q+ T& A+ o) h
较低的启动电流 (大约3μA)( d- w, s5 z0 q
1 z0 ` N+ }6 J0 j) \. y/ H内置软启动减少MOSFET应力
' S4 h5 ~' J* G+ w1 ?! @0 p2 H s' {9 b: H* r. H5 R8 `
带有Peak_load 升频功能；
u% A9 P9 w/ ?$ T3 I5 i+ \- h
CCM+PFM控制模式
% o! R% L2 c9 {- [- w0 U O- @+ I0 f4 x
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡9 R; S7 `2 T; i. N6 j
. t+ U- t6 [+ j* @9 F+ j内建频率抖动功能，降低EMI
' [ h& ?4 k: V2 A/ T& U* ?# X) o# Q4 K0 T9 V
内置65kHz开关频率- d8 q, O* P' W9 M
; i- b7 J7 {8 h8 i( y3 `% q7 p
轻载降低工作频率
5 N C! X7 I( Y. @6 H; e @& E- @9 y- P9 q7 P2 l& H
15ms倍频模式! N4 d9 I7 a) u5 Y2 h
" t3 E; R% ?; _; }$ u9 k可编程外置过温保护并进入latch
_7 R, n2 _! A, p6 q/ p6 v1 C. H3 A3 }, |" B* a' z8 i: ~5 ]
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
6 p/ N- W; J- t4 W/ s+ e
" X9 s& r7 U8 M& d1 o内置前沿消隐电路 @7 `9 `, `, s
. e# [, ~- t' Z a. T$ Q" y0 H# g8 r内置输出二极管短路保护* k; G6 Q- J% @0 N1 O
* i ] s* E9 } v4 y
内置过温保护并进入latch
& o5 z* Q+ @5 k5 ?9 p, C6 b0 E* B8 V8 q4 T; {# Z, ?+ M* `
过载保护4 E7 ]3 ?/ T) K$ j2 P% X
) D+ W( o# _* y6 [SOT23-6L封装 R* u8 h& J( M* M
& P1 B7 K u% t* E: u. c6 O/ `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。! V- B! U$ A) I7 r6 V/ \
6 r, R. v. \( o# @% @2 D1 d0 k; r基本应用
1 L1 c2 A) G9 A; L6 @; ]
& B) |. K( F) V' @2 d3 z* R- i) w9 dAC/DC适配器; I- x/ D" V( {' k. j& P
0 f9 o+ Q Z! g: _8 H
电机类适配器2 a9 B0 V$ k7 `- Y. u# j1 c
4 D& u+ b3 n3 ?# f0 R: \3 O
充电器/ s \! X/ `) V5 [
. a8 E7 n! i/ P& l% b3 E
存储设备电源
! e* P/ h& Y7 g2 f/ ^5 h( X' J3 k) {1 O
典型应用
% B* S8 f2 k+ Z8 L* W$ G- d5 ^/ Q& U
2 M' J1 f4 o6 C4 {( u0 r管脚排列
+ j2 f$ h5 W: S( M, W h2 y. ?5 w, Q6 b) H
管脚描述
3 i( Q( g, X9 u2 D3 }
& D' ~4 }2 G; Y# y7 h9 ^' V- P" S# y) H; c! Z
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。/ y8 n6 e* G) v$ c
5 w, n! h% G5 b1 K$ S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。2 C# h8 N$ z7 E2 ], h
+ O; k! \9 N) 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。6 B/ Y2 Z. T# o9 Q% j# P
9 t% d0 G% r! {; r$ }02、样机特性; _( r3 N' W/ j' q; q3 k2 p) T
# b8 I2 S [0 D3 x- Z
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。2 w6 c) k2 N' z6 z& G3 W. L. j
5 ~+ [$ J% c" c5 A2 R) h% U8 d) D6 O
2.1、输入特性：( j; t$ L! Z: S+ F# o0 |5 |% n
- R4 G2 H* E+ T! c, ?' d3 c5 Q
' h9 @( g( y8 z2 B6 T+ }# \2.2、输出特性(PCB END)：
1 Y0 z# d, R* T5 e0 T: Z# ^ M; x+ E5 O6 j
4 c5 Y' \8 }# J0 K( Z: f- H
2.3、整机参数：8 T2 d0 B) `' k, ~
# ^1 n' j, t# R% ]
2.4、保护功能测试：% s4 h8 x# W, Y! I7 C
% S* M) d: W+ Q- \( l0 Y
2.5、工作环境：+ ^1 D3 ~" l9 K- L" [! e
' h% q) U% f6 A; K" {7 b
0 c# D1 l" C/ w# J ^7 W& H
2.6、测试仪器：
8 v( _+ K u' x' Q; a03、样机结构信息
, c- {/ f* c' `! ^5 N5 [* ^
& @3 P' w" H( O% M( _本小节展示了工程样机的电路、版图结构，变压器结构及工艺。
6 x% ]3 H1 q6 [
% o! E% t' c) _# u3.1、电路原理图及BOM：: ?* | K! }8 ^% p6 q+ p
8 b$ G, p3 A* {: e$ [2 T
3.1.1、原理图：8 v- N. |. y( b, O
, ^9 U2 p2 W. y& y
7 i/ z) Y" D4 ^0 O# c! m5 W) o- C x6 j3.1.2、元器件清单：4 ~% N8 a Q! X' F4 ]1 j
9 u) y# z( U! v9 I" {1 d& O! e' [2 U5 q/ z$ ]0 C
3.1.3、PCB 布局&布线：
: e R* u( {/ N* } {# Y& o/ W
6 K& l% M' k% V! _
PCB 顶层布局
& j$ w* z* l: W/ S$ e- l
PCB 底层布局
I5 P8 p2 `" c; ]$ y
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：: }, m0 E. s; A- [/ @. z
/ z* v W2 \0 ]1 d* @( T- W+ V+ F3.2.1 电路示意图：8 P" S1 h8 S; p3 Z+ K) J2 D& V: a
$ z& f! y& V- C, |3.2.2 、规格参数：
3 v$ Y& Y- C8 P% ~6 o- a8 o9 ?& B/ X- }) B! M5 g% f4 M5 p
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
x1 P( D) I9 y# M1 r* K2 A$ H2）材质：TDK PC40 或同等材质； V. M5 T3 |+ U& D! c
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；/ ~4 }& J% W$ \) S- c
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；
1 [0 [8 X# i/ I" l1 v1 A5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；! w0 G; b8 r' C% ~6 T# A
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；8 B- H T6 H$ g* J3 L% T$ L6 }
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）)；* D. P3 y0 d+ q/ X
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；5 ]/ A; W5 C. w$ G" u
9）成品要求:浸凡立水；
( f7 X& F8 ?- Y7 W5 I, P
$ J- u: V: \% Q' _% ]4 q4 Z2 e. E3.2.3、变压器参数:3 u8 S* ^! e+ k$ \3 @. N
- ?8 x( c: v, {; B7 l& k9 H4 `% \
$ x- U( Z( y" _2 y# k
3.2.4、变压器结构图：
g* D4 y# {3 K2 r) ?" Q$ c
. Z; g1 a/ j: r04、性能测评: ]3 H, s* y" B0 `. L" d M
4 I. b% Z: k, T( s& O, o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。) K0 O4 Z+ U; P
' ^2 G2 K' x9 \! a7 z4.1、输入特性：
4 k$ {4 c6 G+ P! L: e* {0 N F, b2 w% ^* K6 Q4 v- {. A8 E
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。
4 g/ X& I8 v- o" }: i2 }1 ?% w
$ m4 _/ ~$ W5 c6 `* z表1 待机功耗' G( P% a3 K0 y
7 M) O3 F5 U" O表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
1 k2 z w- a/ |7 d( L8 g \( f) W7 J$ h. A5 q) ?+ M/ w1 `
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）9 [8 Q! g2 _! I0 v& {! P
/ _9 A; }0 s5 F% m7 G1 i6 X表4 效率测试（PCB END）- c1 C9 z/ t5 O% g& b
% |4 f( W7 b& Q3 P! L1 V
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）* V. B2 D& H- s0 A
5 Q" e! B2 P1 v7 m# R. ^4.2、输出特性：
: I6 W* Y& m% e# L: e2 Q% n
, `; k' h- [! J- o$ Q+ r2 i: d4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
. @: @1 P) Q; r0 y
) w2 K& E/ q; ^6 P1 `
0 N% L% B( P; w7 Q, ~4.2.2、输出电压纹波：
9 @' x$ Y" @4 z
0 {; L5 U' t! Z. 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。! ]" i: w# c1 ^% y
! E$ Y) v8 f& Q4 ]. N
/ D0 L5 `" v7 w! y; k
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 8 F: }* D$ A. @0 Z5 r6 }
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
4 E; r3 l! H ^
R&N @ AC264V/50Hz,No Load 8 B7 ~0 y5 Z+ d t0 H" f
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load ! b0 @" w. ?1 `% M$ F3 m9 r
4.3、保护功能：
- l0 Z2 ?8 o# J; X- e! ^. N" a. S/ B9 \0 v& n
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
) D: L7 e1 p- x4 ]
# q- C$ V- D1 {0 S$ R4.3.1、过流保护：' N4 `$ E4 a% A! V
2 o* ~4 F. p" @; B) ~4 k5 @' G. r% ~- Q6 Y7 w! O/ H2 ]
4.3.2、短路保护：* M. b. C0 d: o* [( u1 U# {
: b4 V: }* W+ V! W
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。0 L5 c# Y: s! p" v9 L
4 L) R+ b8 K" D& p
5 [+ l+ o R1 e/ u4.3.3、Peak_load 功能测试：( ]( c O* g/ n1 V t
1 t7 k6 ?: p$ N+ T# k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。
( H. g; {7 P6 k( [
- Y" a6 T8 w* `2 o. @/ d5 `
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
. @+ |2 b' c3 X: G1 `. U. x
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
8 r- } \; M2 D- u1 R0 ^& w$ T! j
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V & n) z$ b3 T' m9 D2 i! b% c; `
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
) p" S: N& g7 E0 @( _4.4、动态测试： S: Y3 _. @: O" s/ j7 y( F
9 [7 r3 i4 K+ _$ ?4 `+ ^
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)
5 C/ J3 a: T1 `4 w1 p3 j- b6 i, H0 }% \
AC90V_5ms
AC90V_10ms
" n; P6 R/ ` g3 d
AC264V_5ms / l6 z8 D$ h5 n# _# v
AC264V_10ms 2 i: i& h, V* u+ ?
4.5、系统延时时间测试：
) T! f' K( [9 m1 Q' c& x
1 d- r/ s# J- r+ L5 y# f$ J
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
1 _4 g6 ]/ a3 u. U
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
$ |- n! K+ r9 @& U% m6 |1 K
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
8 _! Q' p7 \0 D* v4 h
THOLD_UP @ AC240V，100% Load 6 D2 k, M$ O% n# I: E' }+ [
4.6、其它重要波形测试：. R& ]7 M* J( R6 |/ S8 Z
6 a7 h/ ?7 \* U" x
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 v1 e+ J* r7 j$ k4 S
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
& q' H/ [( p9 l! ~1 A$ i
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形
" g! w+ K" @+ ? }7 V
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
- P2 b. v6 z! g8 f$ T+ J05、温升测试6 T0 h9 A- C( G9 V# W
8 z1 n7 c/ F3 b: E V) n1 h! E
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
! i% f( ]! S) U$ \( t: x5 d
$ J& _! X! o2 ]+ D0 p$ C7 z o- E* J! ?% I9 D
06、EMI 评估测试
2 E; ?' Y6 A. o, ^8 \
9 b, v g2 E' K8 ^测试条件：
/ O9 h4 U9 k& l0 ]2 A$ G
/ R8 o4 q1 a! N0 j; c5 h输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；& T2 v$ i7 h! y
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）6 ^+ L3 M+ W7 G# d: x
+ B R2 A/ F$ I
AC115V 传导L 相
7 {% v. `7 S8 l/ J0 a" d& k: [
AC115V 传导N 相 T3 O: k3 D6 w1 I" J" j
AC230V 传导L 相
5 C5 d+ g4 T5 }& @* B3 y
AC230V 传导N 相
, P3 P" w3 @% |( B
AC115V 辐射 $ v. F4 w9 q5 `! Z% b
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