本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
- I5 o' I# {; m1 l" u
' j) U6 y; z9 Z: R% Y- I" ]" Q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。
`6 P, I8 @1 z3 I; w0 i
$ Z# M A. t$ |$ c n( F2 O0 f01、样机介绍# Z2 l5 x$ G, [3 Q
9 ^" [5 p; S+ w/ Z% k( z& L
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! `3 `# y$ U& k/ r5 q
2 z& X. x: e, Z @) B' a2 u
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
' ~1 l7 C1 r6 G7 Z/ GCR6890H 芯片
3 I+ ?( Q) z2 k/ s; E0 S6 j3 \$ d% n" X
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。4 \1 r* q: H. C
0 T+ F: s# s4 {9 k6 w% E
特性
6 i/ O, U1 J/ U- N) m- W
+ B0 q9 Q. I2 ~, f较低的启动电流 (大约3μA)
9 K. |+ K+ t8 X3 W9 Z
2 C, ?' ?- I, c内置软启动减少MOSFET应力
2 T7 u! w2 r# ` W7 x: _, F% @4 q6 L8 H9 }3 ?8 `
带有Peak_load 升频功能；
+ T" x. Y0 u4 v: X; \+ Y: F" [3 b" C3 m9 T( X" `, U1 l
CCM+PFM控制模式& f& Y; N) ]+ o: f% V# y: H
6 {9 M( N/ l1 x1 E; s内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
- t' t8 b* G; G- x9 v9 @- m
8 f t! _* S7 @( _/ J内建频率抖动功能，降低EMI
* Q% u: C k8 Z. e# Q
, q# t% k3 [/ W: r+ J0 |6 K4 f+ c内置65kHz开关频率
; w p& e3 y* h, F7 n5 D/ g, M, V. C7 [
轻载降低工作频率
4 N; b" U3 [1 s6 u
! g3 A6 S+ w# H+ d1 p7 G3 ?& M15ms倍频模式
0 f! N% n) d: l& p% J0 s) N; ~) p% t# b0 {8 I
可编程外置过温保护并进入latch: J% W9 r: Q4 o0 U. ^
N; ^5 R# ?' Y! Q* D
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
+ @* F* _$ G# M6 C8 |; p2 T, k+ S' W
内置前沿消隐电路
6 }3 M" U, w/ D' v' @; q* ]5 s) Y$ T% a5 f
内置输出二极管短路保护9 B* N9 R. R( I$ E) H, p3 B0 I
A @0 i9 A* t" g7 U- x内置过温保护并进入latch: r* E1 A& e" Y5 t' B
7 R0 W& r+ ]+ M! |& T3 v
过载保护
n8 H/ ?2 C& n7 p9 t# r$ U
7 g! ?4 b( V: |SOT23-6L封装! ]' y% g u! h1 i4 H' K
( d% P* q5 K4 H9 p* 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。. z3 } }4 i9 d5 H4 O
* ]6 t. L5 x P* J; O$ I; Q( z: w
基本应用
: n! s, \- P& |) E0 x$ z
! H1 H, E: B3 I5 L( u7 V, `1 S" MAC/DC适配器
8 I {4 W' l! W- q3 s+ A. T7 P8 g( S- @: Z* f. N
电机类适配器8 F2 l8 \( D! g
) h$ d3 t, n' `- F9 n% F6 @! ]充电器
$ K. M( g( J5 S+ q& ?0 Y3 F/ M) y3 Z- P, w1 @: b: L0 D7 Z$ v8 `+ H
存储设备电源7 w+ f4 o% {+ Z/ k
0 ~5 k5 z$ m3 s$ O4 ~典型应用
) C" [6 y& s$ j# m& J8 s* H* x9 a# e) X9 V& G
+ q0 ^% ?) k/ m/ r' I. f; A/ y3 m管脚排列7 h/ f1 i+ R6 u
, I, c& }+ F' i7 `& l
管脚描述7 h# ]. y s/ ?1 {; h* K h* k
% h! Y# h6 c/ Y2 W+ Q
& G3 z- a( r* l$ h" B
样机PCBA尺寸：107*45*28mm，是一款全电压实现20V3A输出的电源适配器。90VAC满足启动时间的条件下AC264V样机待机功耗<58mW；全电压输入时平均效率>89.2%；输出接18AWG1.5米线能够满足“COC_T2” 能效标准。
& A1 a6 G5 E, [9 @: z8 f% a0 n' ^+ H+ Z1 h
样机具有良好的动态负载能力；同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。/ N3 m5 [% l0 A
4 G i! r& S' C5 Q
样机的变压器，采用了PQ2620磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。3 @' C4 Y- [' z9 {
7 T8 y' ^0 i" }2 j* w02、样机特性
+ T4 s: n/ i: n9 y: }* ?" ^6 b% L7 k* w W
以下表格为工程样机的主要特性，具体测试方法在第4 章节中有详细说明。
8 w" h3 J* N \. G- V$ b) @- ^* T9 X# E U. _/ G. K t( B9 v
2.1、输入特性：0 a) o) B* l5 S9 ^! s; K5 h& ?
$ B4 `- e0 _, `3 |& d8 R( [: `; ?5 z+ f
2.2、输出特性(PCB END)：
" m! |* X! B1 a& @: c, q7 ~& {2 D2 S% @/ q' ]: o+ Y
# T* b+ d& }, _7 I+ i$ |2.3、整机参数：
$ A4 M5 W( w5 \) V. j/ b- y$ |# {' y: Z/ W
2.4、保护功能测试：* v5 T, ]+ c" l% t. s( F
6 `$ C+ j& n. O- L6 M2.5、工作环境：( s1 T8 B) V% q# I* e
. h/ Z5 v- ?2 K$ C/ L$ ?% d/ Q. B5 n5 r* t9 Y$ f2 p$ }
2.6、测试仪器：
7 a% P9 J7 ^. Y% U03、样机结构信息
! ?- m. t0 H" E( g4 u. F8 y
2 p) x* T ^) t+ E8 X; N# F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。
G# U" E {2 m/ h
4 }8 `2 s2 }( g2 A3.1、电路原理图及BOM：' y' e, _- c8 O& O2 U
: Y# m7 k) N$ s9 \$ L
3.1.1、原理图：* s3 S5 @4 M# L6 B) a" D8 V1 O/ @
! ]) d- {4 s" c1 W
) n K7 _6 l; I- `9 b: r% P2 J3.1.2、元器件清单：
7 p2 r3 X% W8 _/ |) U8 g4 g0 W% Y- b5 X
; ^8 X7 `4 S$ X. T: T9 i0 \
3.1.3、PCB 布局&布线：' c @: O' O9 d4 |0 l
2 _" s8 n9 ?/ \% T( {; e
PCB 顶层布局
: F, j6 `( C) Y+ j3 U* z
PCB 底层布局
7 Z X/ X" z0 u8 U! f: X! m9 v
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：0 K5 y, @1 ^: p+ Q) Z- ]3 |6 w; |* ]
, q/ P, F2 R" [' |- i4 i6 E; |4 B
3.2.1 电路示意图：
1 p' o1 A; P; U* R% |
" F, q9 P6 |1 R' M3.2.2 、规格参数：$ @& z% e. x- a/ t
7 p, l8 \ C. @4 H1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
7 G. }( \/ U7 o6 p7 _# [9 H6 t' V2）材质：TDK PC40 或同等材质；% S2 j* e9 ?2 f D/ v& A3 \* _
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；$ m. b3 y# N A2 m1 h# O0 F5 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； J4 P, v s* c Y
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；8 a4 d; ?: f7 k( ], E0 z, |
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；# i% {1 |0 J+ b
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）)；
" t& v: w$ ?7 J X1 _1 N9 h8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
1 \4 e6 H/ E: V. n: U. A9）成品要求:浸凡立水；6 q, ^6 Q6 ?, b$ j
% h2 U* x8 Y. \' h4 d1 {3.2.3、变压器参数:
/ |( V7 S, T! W4 M: z3 [8 X$ v
F: x( b* }# }* F! C+ x( G( G" |8 V$ }1 l6 p. z6 w* ~
3.2.4、变压器结构图：
+ g" S" K1 c) {* E) c: O/ \: s6 ~* `9 {' v
04、性能测评4 Q$ R6 O) G% \& u8 e
2 p! h- O% `( U/ x* W4 ^" P' I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。8 w& `6 A7 Z# j9 {+ J3 r# l
6 j/ F; I. f6 { g" o
4.1、输入特性：
8 f' f7 U4 w' y9 v9 e T
! Q/ o7 z/ A8 m- O; u5 H- w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。
; R$ Q+ A% m! ~5 X: B# d" M
6 E8 p* `2 [ U) C6 A表1 待机功耗$ {) t# Z2 [4 \& {+ P, ?6 M% w
, T6 Q7 p$ u, ], Y表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
' a" C* a$ }0 r5 F8 _: q8 a9 _; s! Y0 \1 z' x& m& j) J/ z7 F
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable） T" S, s* D! H. n* \
9 x) @3 R0 [+ {% h2 H2 D* g
表4 效率测试（PCB END）
6 q @* e9 h! z: I2 A4 r2 k7 e) r7 H$ \+ d8 v: R9 u8 z
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
- Y$ @$ }& L' B* i8 n# K' G2 h2 z8 U% g
4.2、输出特性：, X% w1 ]/ I8 F# W
- d7 Z; _# x; p7 |
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）0 Z; E$ S6 S( e* h% N+ e( X
. u! e* M: t8 E( o# M
% j6 ?$ Z9 H, |9 o' c& M4.2.2、输出电压纹波：/ ~+ [9 I0 P$ G @; U
2 Q% u% {: |: ^( W, {* _
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。
, e& U- n- O9 \3 C
) E. ^: Q4 Y- V
T! x/ T8 v/ S
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
9 S& y7 ` I7 o
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load 9 l* b: j" J2 Q8 E
R&N @ AC264V/50Hz,No Load 4 I3 A6 j' i8 }& S* F
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
3 A6 z% W8 J* d3 E$ [2 {4.3、保护功能：0 c( C3 u9 [# F% r% K) a
: ^, S2 m! Y/ B4 r: l* s
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
7 M. t B# x. V9 w% C+ W W: h) d& A1 D' L s
4.3.1、过流保护：
2 ?# x, g+ G0 c$ H' T; j0 s- X' u
" W3 F4 P L. t! u" E% U1 ]9 q1 m+ e- ^5 h" }
4.3.2、短路保护：
4 _+ a" T7 k5 J6 B9 x" p
" ^" U3 N/ J7 A2 a- K m6 J' N功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
4 W2 ~3 }- ~) A. R8 Q3 Z+ T s5 n! c. `& ]5 e- k
5 ]3 y! \6 d# ~$ _& ~
4.3.3、Peak_load 功能测试：
% _& N7 t8 x) {* C9 a
9 w1 y% h( S) x& A9 D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。
' q. Y7 H/ s0 G3 W: M' r
) |2 H0 c& c9 i7 d7 i" l# [
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V * t8 e }; S3 y: u5 t! P
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ 3 h' G* i+ v/ w6 d# p0 k
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
6 [. u- J- e! E) w) q& a
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ 3 y# H8 E# a& \. c+ o
4.4、动态测试：9 g& p9 s; k. [7 N
: Y. E. X2 \4 B4 m4 b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)& o0 w% U+ K% C9 t# N) s+ `
; p9 z9 _1 K8 f, N, k1 w5 m; M9 H
AC90V_5ms
AC90V_10ms
7 B! O" z$ V" G1 ~5 g' m% V
AC264V_5ms
% n1 L# w) g5 j/ V6 d! t
AC264V_10ms ; L; {3 E, p- e6 W$ U3 q$ h6 Y
4.5、系统延时时间测试：
# o+ b& B" ?0 S$ }+ e' \
( O) _# F5 \ K, }; K# q" u5 f
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
( d8 |" h/ Z& E' v( ]
TON_DELAY @ AC240V，100% Load ' A+ M/ A, G# ?/ l
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
y( r7 ]+ x1 R7 E& C- n9 n/ N# n
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
( E! E* L+ w) e8 d* z9 J% `: Q4.6、其它重要波形测试：! Z0 w4 U6 ~* s
( z9 }' I N+ d" v s R; _
AC90/60Hz，100% Load CS 波形
P6 W% i# G& E! h& u
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 8 W# u0 g7 I6 P, i1 _& D
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 7 L7 N. H0 K, y; Q* }/ F$ J F
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 5 v7 M$ k: @; f* k# z; H- c
05、温升测试" D y! @' @" x" ^ J/ p6 H
3 K5 x0 ^! c8 A
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。4 }. g ~/ ^! ?% [" J# o9 @) s& N9 ~
9 Q$ y5 @8 F, r2 m! B
: c0 \; a& Z' t$ Y6 l9 s06、EMI 评估测试
5 |* `: D u1 F) k: ^" } s R2 V3 q% O0 D7 l
测试条件：' i: ~, h$ C2 O4 E
, f9 `8 Z- @) u8 n* p
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
7 M2 Z6 B5 F$ S2 s# d7 p" T限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
( M3 j1 d- n4 d8 O% v6 B. Z: o1 d0 N. T3 o2 r( i
AC115V 传导L 相
2 D) j3 @& g: v; U! o% j
AC115V 传导N 相 + u( M% }$ e0 Z$ x
AC230V 传导L 相
* G1 u! f. G9 M& j
AC230V 传导N 相 1 O/ h8 P& I6 ~! ?9 f* m7 M! C
AC115V 辐射 0 W. A- T* W: |1 N; S
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