本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 8 I- a3 K- O- ?, R* I8 N& G4 f$ c
! c. q2 h" i) `7 q6 M& d
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。
L& @) t( G2 O7 w: v
3 l+ G% c5 o! t- S/ k4 ^01、样机介绍( B' @' P. t7 O& q5 \) W* n
# |$ X! L1 B' `4 N U/ Q
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 v N; B) k) w: }2 Q, X
+ k7 b, O, I4 X, L7 T
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 7 f) c' A! l. H& X' P
CR6890H 芯片
7 U: d/ q7 v$ C/ Y0 |/ t) y+ ^; I7 l4 r3 s/ T
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。
+ |1 P5 t* c# c2 M# }/ d8 u6 \& c/ M+ ~7 D) q2 M
特性7 ^. F/ y" O" Y% V! e# H/ Y0 `
1 `7 ~+ i z8 U7 N8 m/ y
较低的启动电流 (大约3μA)
8 n. ?1 G0 t" m7 U8 n1 n, P! k. }0 ]0 p V4 s& S/ \
内置软启动减少MOSFET应力
/ T. ^' M/ E4 B& u% B; l# i- w
1 P" z6 \, C& N e带有Peak_load 升频功能；3 Y4 U$ d4 h, R5 X- H! G6 E+ y+ G
. h5 k5 |' z h/ P. Z
CCM+PFM控制模式
6 f; {# x m- u/ c2 X% T, w
G( _3 ^5 h- H5 G; Z内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
1 J2 z8 p% G7 w# E' ~
9 \# i' T$ a# O$ g' T内建频率抖动功能，降低EMI! C8 h, n3 F1 V* g, w6 }" J7 q$ H
* N' |- E" u0 g* [内置65kHz开关频率% }8 [5 [! g; k* i& u
6 }2 H8 e& A: }+ x" M% Q. |/ R! [
轻载降低工作频率
3 A* o) V# Q! c- D) L. o2 W1 {8 p( ^
15ms倍频模式; H; f7 d! A) Z4 Z' B$ m
4 r2 E9 ?' C2 O% M% s) x/ d+ w
可编程外置过温保护并进入latch
f; p; N F) M8 m
2 N" k, J1 R5 XVDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
+ E: o1 S- @& z) ^9 ]% R
# \% Z& F- l% ^* K& Y& C内置前沿消隐电路5 B4 R5 S) o+ F. d) W+ B2 n6 J
8 j% S0 E9 I. `# n" W. m
内置输出二极管短路保护
$ J- I- f: s$ ^/ r9 N2 X1 ]' {
2 d$ P+ F. L, m0 X d! Z: x* h& r内置过温保护并进入latch; H4 K) l# Z! B& @. U
- p. J7 f+ J% r, r2 ]$ d
过载保护
x0 z6 `/ r# {
/ z' e+ u( q- V4 OSOT23-6L封装) E0 m* `# n8 ?& v; ^$ `! C
1 @$ B( B! h" V, l+ F2 I
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。 y* ~) r7 z% j
) R: m1 h! L6 u" M# N) O+ \
基本应用! o U7 A; g: ?$ H& |
$ k& g+ D' ~ l' V& D
AC/DC适配器& n$ }9 d2 Z6 V6 J
4 S; V* E0 j) r
电机类适配器
* B% f8 D! A& f7 {0 m) A" W9 z$ {. y& P* K: Y/ A' g/ F+ Z% J" E( F
充电器
3 n4 O+ R2 K' z, Z4 v- i* p* e5 m/ k; z" L- T
存储设备电源/ u" a* F" H0 d+ t7 J" G( y. G
( F; b, H; |: M" e2 M; e典型应用, s7 Q: X& }8 e
) ^8 J0 ~+ l" V# Z- r: W4 T# I+ u- c# @. M
管脚排列
' ]% H' N. p T' z9 ^8 U h- y6 T/ j. o& m; p; o( M" t
管脚描述
" }" C5 {# `2 M* p2 ~
7 S' J# [0 ]( n
5 @* b3 Y* G# I7 D9 \; 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。; D+ V; A( o* L2 m0 W6 v4 F
/ o0 O7 f& k. i1 m# H
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。4 |4 Q! G U# A: Z
: ?" Z4 d' A( M. Q) Y* g' Z: E) b1 a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。
! x* [7 j! @% L+ T, o/ ~/ R
2 r5 G. [" s- x* f02、样机特性8 [8 y9 N* a$ J2 c3 w
2 r. ~3 |+ m& j- E) W a2 B5 E( d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。
1 R) l2 m2 K1 S: N8 a! q( \+ a2 k6 n8 H. c
2.1、输入特性：
5 F4 a% T: s. @4 U" _" P$ r; }' M' E/ O; j
# a5 r. g/ l' _: W7 j) o( n2.2、输出特性(PCB END)：- R- o8 F; v9 `* Z* q% T, h/ W+ I, k
& K5 s, r* B4 C: K e
$ e2 A, \- C7 p9 ?1 f, o2.3、整机参数：
2 O5 b) A, U3 ^, A+ G! D" q; @9 K# f" z3 e6 m
2.4、保护功能测试：
; X3 j# |& Y! a% U3 {0 ^! i& W9 t* X
2.5、工作环境：7 q9 D d+ e! v
3 @' r# ?$ ~2 ~5 `! \0 U
+ e) v( C7 Q8 s4 I+ e" k6 t) r2.6、测试仪器：
+ ?; h. N+ o) V; B03、样机结构信息, V0 I$ U3 r# s# @& w' g
: W2 y9 K" o- [. _- p9 y1 D
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。$ ?1 `& t- W+ W4 N
, s/ t: m# S- ]- o% S* U3 m
3.1、电路原理图及BOM：, l( m8 n0 t S
4 C4 X; u% k8 g1 o6 v
3.1.1、原理图：
5 K& {) u/ T4 {5 M5 y5 }) |' o2 R) I: K/ R
K' c7 f. \. |5 O' `
3.1.2、元器件清单：& s: Y" O9 r) Q+ [) A( ]
: M# \; k+ M5 i0 r* R; p2 k |
( o$ l S: e: B+ c# E: D2 a" a3.1.3、PCB 布局&布线：1 V9 Y3 t; J: X8 w- N* u
- v% g9 ?! a: \# V, N
PCB 顶层布局
) M1 _+ N6 \6 w" e
PCB 底层布局 : q, x c" C; }- O$ W& d4 m$ k
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：7 t6 Y0 I" z4 T# X6 S4 }
) X; _9 @1 v: O3 k1 R. ]3.2.1 电路示意图：$ F4 ?$ S' E3 a; T/ x l( m- H! Z
! \$ \. q3 D5 o" F( U. @3.2.2 、规格参数：( l! O+ F3 H8 f5 D- f, I, Y" Q
! k- {8 m9 P( W+ k; |7 T1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
* y2 x' x" @( s3 D- n* V8 `9 W2）材质：TDK PC40 或同等材质；
4 C5 e% {- S! J: W5 @3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
7 g& T1 \" `) b% {/ 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；! {. H# Q9 f, S# m% r
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质； @3 p: z! n0 O; `0 p) w" X' p
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；9 W) S- e; }. u% `% L' ]- c. \* n
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）)；
c. k, H3 F$ J' L, S; T% H ~8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
/ H8 [; z8 B& J; J% y$ D# {" o: D! |9）成品要求:浸凡立水；
4 D4 M4 E1 K) \2 D
" z. \/ q- g8 H8 I+ ?3.2.3、变压器参数:
9 G& G) O* s9 F- P' u* T* r/ P! `% g4 F" Y, i
7 {: |4 j# H2 f5 y9 I8 G" C* d3.2.4、变压器结构图：
5 M; w! m, T( X# S5 G6 W1 [) n$ Z1 x t, _5 y9 v+ c, X
04、性能测评
. w6 Q$ O* V0 \
. W c2 q# [# b7 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。/ [( z' N; h8 y. k( |( V1 K! T
7 T1 o5 ^0 B: v8 N( y& H
4.1、输入特性：4 F3 D. r4 Q* U
8 K7 e6 Y- L4 z( p& U! @
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。. Q# y: {8 b! @' u
5 k; ?+ a& E a6 U3 }表1 待机功耗
7 U! Q) d6 Q$ w/ C ] p# ^7 Q3 j* \4 s( Z( F, M8 b: Y
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
5 ^& i. c$ F5 C; v& h$ W8 b4 q: w) [; ~! ?; `! J" l
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
( d8 d. c5 t; x8 W+ i; v- g8 I0 t
2 I J9 _! H. }表4 效率测试（PCB END）
0 F f! c3 Q: i' K, s1 @, I% L# o3 u+ [$ T
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable） Q1 r4 d/ g, {3 K2 b, Y% \6 _
" S0 X4 r& }4 }! i7 i. W
4.2、输出特性：
! o- ^3 G' e5 |0 U( r3 P$ l. f+ ^( ]% k% }4 J5 c" p. ]
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
& u6 [. V( ~. ]8 `2 _; q: P( S, ~/ a' X4 r! E
5 g2 I+ J# e( L# Y7 \4.2.2、输出电压纹波：* A! }, s5 s( n. ^
# S! y$ a: r+ P' a& ?/ Q& 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。
: c5 h4 P' g, L% \ y/ o) b {1 F/ Q6 o6 q& @' \* ?
9 r' T3 ], e# s
R&N @ AC90V/60Hz,No Load % _# J* h( _+ q3 P' L6 o0 ]
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load 3 X; K; M6 n% W" @0 J- c% j
R&N @ AC264V/50Hz,No Load . L1 T+ ]8 W/ q1 `2 V$ s- J
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
- ]4 r& S! |) t9 u4.3、保护功能：
8 F/ S0 D% f. b2 z) ?3 \4 L M; Q) G& w8 n. ^
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
+ i {' {: l/ U+ W5 c; q$ O& G2 W) N2 T1 }) {
4.3.1、过流保护：9 C J+ N- I ]2 D/ D
# ?5 H& z$ U8 A
2 @; D! u& C W! k1 q' L% N3 r5 J9 ?
4.3.2、短路保护：$ w0 @7 a5 G( G* O+ c% K
6 H4 c1 P$ e x
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。 X6 h8 B% L0 y& V# v
- O- ?( U7 [4 A# ?7 v( g
# R8 m7 m0 \. n8 o4.3.3、Peak_load 功能测试：
: i7 R1 P( f8 R. \! s7 G6 O( s- Y# p* L% x4 ]; y' |. M6 {$ Z7 r
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。0 [9 J0 t+ ~1 i
( M+ Y5 K# M& t+ y, P0 D
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
* r/ p# W. C w! W: e# D* p3 g( m
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
! B' D* S. T" ~! X- ]" e1 E
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V , x4 J/ ]; Q8 M4 K$ L z
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
3 W/ s: \- Q0 }: a( r- ?- H- R4.4、动态测试：3 A3 A% c T# O+ U' _& ]9 s( v
/ B! j5 n% Z. z- F9 L
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 A+ N7 K+ y+ D& R) V! F5 f/ C; `' h; |0 r# t
AC90V_5ms
AC90V_10ms
; d; M% ^; K5 U( O* o
AC264V_5ms $ X$ r! u: E& |; p
AC264V_10ms
: o" M! z* Z4 |4.5、系统延时时间测试：
. s8 {$ c% a; c6 W% [" G( [
2 W5 Q& |5 T" b8 F; M1 u) J- a' G
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
6 W! ]# l9 q, X! t; w
TON_DELAY @ AC240V，100% Load # B7 q( l: g* F+ C4 _- P4 `
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
% { V4 b& ?2 k7 W3 B i) j
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
, K7 B/ c/ C4 [5 P4.6、其它重要波形测试：
# [$ d# C) n: d3 z) N/ u* r, T$ T4 l4 H4 p
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 8 |8 w* y5 i3 `, v$ ?
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 ' L: ^& e x+ u( M) o \
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 . J& w7 ]4 x! f2 \( k; ]
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
+ S! W) j( J3 ]" n1 \& K, B- y* d05、温升测试6 m* W# B& c0 p/ @/ ^) { Y7 c
* c% ]! T# @# a0 ?测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。- _4 X2 u4 b) [+ M+ f' L
3 M' A, W) N- O0 U4 R. A3 ?3 R( D' Z1 T; ~- [7 {
06、EMI 评估测试
w; `4 S1 E% c- H' r$ l* D! v3 Y I6 ~2 |
测试条件：& J$ K- g o; a4 N* }/ q* }- x
: q4 m* Q9 t8 K; s/ X5 O
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；$ h& I' B- O* P1 v) q
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）. [. m4 H5 n4 g3 Q$ n. ^
7 E q+ ^( E% h2 q5 {
AC115V 传导L 相
" u9 h0 C; @ V: U5 X# P- R/ z
AC115V 传导N 相 ) V! f. q4 M# D
AC230V 传导L 相 & M( j& L; |; X U. _& y6 H
AC230V 传导N 相
, g5 L) f, c- ]& o9 m( Q) v
AC115V 辐射 4 P, G, \6 J, r0 H2 U: o0 `
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