本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 ' l* Y( G: }4 | n
- L$ \8 T: p. ]& J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 p1 `; z @3 L
5 m7 y/ |. {& R6 ^01、样机介绍
$ p* Z+ d7 m/ l$ ?0 D; G( {
. R4 ?+ o& V& F" O5 }( _: ?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。! o& A) Z0 X$ ]# S3 x
: T4 Q, w8 G: |% o. \; C6 d
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
o5 q B& [% [$ U. kCR6890H 芯片6 F# O0 u2 a2 j) [
3 w& @; Z; h& D) ?0 L
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。, V( r% z/ M5 r7 g5 B
1 A+ H" f: \9 r9 D特性+ t' C7 U& D1 o, X) z% d' d- [) H9 _
" o+ s: B. A, t" H
较低的启动电流 (大约3μA)
( k7 A0 p, r/ ]3 }1 d' p$ x5 B6 S. u
内置软启动减少MOSFET应力. m" V, Z; R" C4 `) z% n( Z, d
- X) h+ |( z+ x) z
带有Peak_load 升频功能；' ~. h, K# Q2 {* b/ ]6 m* D
) D ^: m! { C/ `4 ~
CCM+PFM控制模式8 k7 |2 d; V8 i- g8 Y
. p! h( S; G! n3 H! p/ {
内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
* M# H5 z2 G( E3 {2 b
6 U% r0 B" p; r: v$ o内建频率抖动功能，降低EMI; Y1 s8 q& U( y' q: m% C
- O/ v3 e( G! r0 L( i9 k# r# k
内置65kHz开关频率
. |* N; C! z4 v ^& ^+ V' B4 l9 O! x, j1 c/ a! v& N6 ]
轻载降低工作频率: [1 A6 v, a& E/ p
5 u Q- U; b& m2 W) m
15ms倍频模式
* _+ x+ i1 s7 ?9 ~7 u% s0 V/ Q! e; B
可编程外置过温保护并进入latch
( J+ J; S% g% _) g+ ?$ n' @
5 ^7 ^" q: z6 J+ fVDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch$ q+ ^( b: m* F3 u. M/ b
+ H( }' j. f7 W# f' v
内置前沿消隐电路 D/ ]7 C {9 {- |' O' n
5 s; g& [* G4 P0 u内置输出二极管短路保护+ O- P g! I7 q$ T" i
3 x( x" T* e1 }; `7 R内置过温保护并进入latch
' {* L1 u; B) y; j$ e' i$ g# ^ r2 J9 g) x! d
过载保护
4 U# {. J3 q" \9 `; v- V8 o9 p5 _; N9 N }# N6 k% ]+ q. E" J
SOT23-6L封装
' |& N- h- u) k0 g
# Z- C% T, k9 l( [3 w& c# b7 E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。9 s2 f$ ^1 I7 S- h0 s
! Q: Y" x- g: x/ s# c: r( d基本应用4 x3 O5 t& V/ A6 Y/ J- X! h
* X& ?% ~/ X. h* q9 C
AC/DC适配器0 z# y5 \/ P2 j% K& J7 Y
2 c" {# U+ I9 k3 h电机类适配器
+ P' }' X# V* |
8 Q- _( y/ S0 Y- Q, R! f充电器, F/ ~0 j4 q s, w, U
* J3 ?8 @+ U% m, ?* E$ I% Z存储设备电源+ f% O4 u o: R9 }* {
2 l0 ?% c0 q6 S, [典型应用
. W$ w% F- ?% T+ k7 y9 D h1 D2 m0 H7 ~. l' O+ ~
3 V4 O. w0 {; X. `管脚排列
2 C/ N* T7 [4 Z$ _" P4 u
5 E2 V/ }6 o2 ~+ H& H9 E1 d管脚描述. m& L8 z* i/ d0 t
: E& k0 B7 D: c. v- R
c$ E; L* u, S) Z# l6 x* ~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。
# l2 V6 x w! b7 ^. ]7 E
( G) ?) _1 b% p# y& \- b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。( v4 ^) X; J$ F4 q: j
+ ]+ a6 u# t& H% ]: F* R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. f. F8 a" O' J
- L; z4 G# O3 c2 { N
02、样机特性% @% I& T3 S1 }% v/ [
% q3 W7 N. k' k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。6 v& V: I& u% H. j9 u
/ b* a6 u/ `9 _& y) F/ ~
2.1、输入特性：" J/ Q+ T1 Q6 x; F. S8 E
1 X: a& n1 j6 M8 t2 m* u2 B
( d1 g' I: r, T/ k
2.2、输出特性(PCB END)：
6 J) B+ G ~" h2 `8 i3 M' P- o1 \/ A8 c! W
; X: q2 B" z7 V2 V) _
2.3、整机参数：
- B4 L8 A$ V1 I1 G" t, d) x! y) _5 A& T* p( E4 X
2.4、保护功能测试：
3 m& X8 [' p1 u1 Z5 _4 B
' V7 c! e; a- o4 y$ S; t2.5、工作环境：' a6 e5 ?7 O g2 p2 U- p3 a9 w1 t
6 v5 `6 N7 g7 j% r/ P6 s* [
$ \/ R/ ?+ }" r( ]! y2.6、测试仪器：
/ V) Z+ R) ~6 U9 J; d) Y3 o03、样机结构信息
( d" V p6 R) U% ^' s
, \/ P1 {' }2 I) P# q! H! T( _. M" H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。
& k9 t/ m8 o6 X
" B/ J# ?; G, P7 O8 s3.1、电路原理图及BOM： d+ Q* j$ G' a! e" @- q
6 s# E$ b- f9 W9 y- ]4 d% ?3.1.1、原理图：
/ f# J: k3 P7 d$ \
2 c# R$ \( U% ?9 A$ o
, F+ ^: o+ m$ b# Y8 Q1 o3.1.2、元器件清单：
8 ]1 F# \; o7 u; X( p* B9 q" t' A; R8 q* `* Q
) J% @" q3 d; m. S$ o7 Q' C3.1.3、PCB 布局&布线：
) u9 d( n" U! \1 S# s, E" L* p, R9 j: k- [. `
PCB 顶层布局 ' A. A/ g# s8 T: j3 `8 {
PCB 底层布局
$ a' m+ S% p" y$ @8 U
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
0 B% h8 P- G7 Z- h0 ?0 E
) z4 R0 g* }* ~7 Z$ F: U/ z3.2.1 电路示意图：
- I0 ~' I' X, ?7 L; ?" `" s/ o
' V) e4 H* [( j/ ]' u0 [9 f3.2.2 、规格参数：
$ R, J4 E& J U9 x) g
; ]; X' R) @3 o: R: w! n1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
/ S: U) w* F; L) f" [; [2）材质：TDK PC40 或同等材质；
4 O3 K/ x/ O+ j2 P. l" B6 p: S3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；- D0 F8 j$ W- t: Y0 ?: _
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；
5 |9 B) v0 f E- @6 z/ _( I, [5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；3 W: @8 X/ Z0 V# Y5 L' |$ G/ w8 f8 E9 |. z
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
6 H! N) @' `3 v7）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）)；
$ ?. g1 {+ `* f8 o2 q" Q8 o8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
( Y! f# Y/ w7 b% O9）成品要求:浸凡立水；- _7 }) V. B" Y7 t7 X
6 p. q4 W4 ~0 M- B
3.2.3、变压器参数:
O3 Z, M; t$ G! |! }% Z1 K( S" S m/ [9 I5 m( Z# Y T
% V5 e% P& c8 h) e4 h& T- H
3.2.4、变压器结构图：
2 m4 L; H. s) U3 x6 \$ n) T
- A# X. G3 K5 e0 u$ ` U04、性能测评. n2 J0 Y7 _' r* F6 ~+ a4 H. W8 p
( g3 k W: L C0 C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。& a) q2 m8 C8 Q- R* U$ C8 L$ A& r$ F
R1 {& G( F" ?+ V/ j4.1、输入特性：; s3 k3 b/ b; }1 A
, u: p( d2 }/ Y% V
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。/ l+ d/ j! K& P& R3 c' h8 P- L
2 _, f) O( |# W6 D, c4 O表1 待机功耗
* U7 E T8 y9 c8 m8 X& w( ^9 N- ?) O: {, f5 h, m. X3 e7 `, W
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性9 s8 u8 O/ H9 U$ t @- k) j
" s; V: E4 p* \3 M% \" m5 i
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）+ v' m/ [% c8 v5 B7 {
- [' {2 {- }- R& d表4 效率测试（PCB END）
2 u9 V2 s3 {8 {8 G5 N
5 ^' O% N f3 O* e: x/ q7 W1 ]表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
! T/ x7 H9 ~$ @* n# {5 d
( b% y% a8 z& e4.2、输出特性：5 s+ V( }; w& o1 s. F8 y
, l8 p& {9 H! V
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
( u! ]$ u6 f3 E9 I: m& h
8 N1 I+ V4 o1 C2 T
! h: W- H$ V3 g7 a7 f ~% a4.2.2、输出电压纹波：
4 u, _- f' j }0 {8 z: e' S; r. m/ C0 `3 l$ R4 K% _* [4 j
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。6 }# {7 X* v' I y7 p! c- l
3 h0 k5 c4 E+ z1 P: c
3 {# ]/ s: |* n r% e
R&N @ AC90V/60Hz,No Load ! ~" S- q; S5 C5 L0 A* X
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load # J" Y. Y4 L& f/ P7 ~
R&N @ AC264V/50Hz,No Load . ?* f' ?7 J9 C( G1 W( W( M) u
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load ! k0 ~. }& N6 ~+ [, j
4.3、保护功能： f$ ~5 s# {1 z; O
. V( s" Y# e+ [, U8 D2 \ q以下涉及过流保护、短路保护的测试。' }9 G; x' H F' E- e. y
$ W, d. G1 Z6 _/ d6 r$ A
4.3.1、过流保护：
+ r1 \" ]% a4 ^9 d! {, \' Q& m' e1 K1 ^! \/ w! O; e- I6 {
/ c7 m% D5 o$ L& U
4.3.2、短路保护：# F) Q/ z* L; u, d
) D6 M! g: K/ @' x( P$ y( {功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
' z6 ]5 ^& [. [; f" c/ t
W/ T9 V0 a' C
0 i( t+ J' Z' J+ u8 t% Z6 P- w4.3.3、Peak_load 功能测试：1 u" [% _* Q) D
7 j, t, Z$ r" m: V& Z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。
C0 [5 H( o( H2 F) @; s. U6 U4 `, b
! x' A' x& J/ `! ^) F7 p
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V 9 ^+ A- p( I2 p5 P3 v6 G
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ & M5 z8 e! h1 K8 I. c) f" d
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
+ M7 e1 Z6 f G2 H& L
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ * j3 _5 a1 G8 w K, ^' R
4.4、动态测试：' s) C* f1 Y$ Y$ A7 d$ M& g
" O, i$ h2 j1 T7 @9 D- ?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), [) r- E7 h" w) {" }: q4 n' A
4 i: N. h; g: R- w2 {- B/ w
AC90V_5ms
AC90V_10ms
P* o( F9 @( \; j
AC264V_5ms
# \/ |! |. D' Z
AC264V_10ms ! t. F& G7 p. g9 U* x
4.5、系统延时时间测试：. g% O) n* d5 f+ |* A# q
& @+ e- i8 H% n! `
TON_DELAY @ AC100V，100% Load 4 A, c- G4 B6 C; T" A* A
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
: |% V3 S7 ?6 C$ u; o9 k* \
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
# ]/ e6 @/ ?/ H6 ?' Y1 y1 x' h
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
4 k: Y9 V# J4 X. h5 K# N4.6、其它重要波形测试：
' f6 {; Z, r6 J# K
1 @9 h: p4 V% L1 o' C' B
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 6 y$ M1 o3 ^( S9 i/ o" F4 g8 P
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形 0 H; O4 r: D$ w6 C8 `+ {1 z! l& b
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 8 _/ M, y# W( b/ u1 _
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
+ B( V/ E. [( R1 q# n |6 o1 D8 E05、温升测试
/ B( U$ G( F: g: [9 b+ l, P8 N3 h& t X9 s: j( [2 y6 ?) F
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。' C' q' o4 X- p2 ?: v
Z- r: ]; N0 Z9 B& h( P! k
( A8 @2 P; P* Z3 G3 x06、EMI 评估测试2 z6 H8 B& {/ |- B
$ F9 s, f" `1 ~' R J# \5 g+ M
测试条件：
: k A% h2 ?1 ]
# z& ~1 x3 i& a# ]! ~$ c! V& M输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；- Z; _0 f; P \
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）
4 Y0 E ~+ j: i
5 r; w1 \: K1 O) Z8 T/ }$ a: ^
AC115V 传导L 相
, F1 R/ w6 A4 f6 _( ]* d9 L9 Z
AC115V 传导N 相 4 d3 R* M b5 w8 f
AC230V 传导L 相
% I4 y3 S( N: N! b0 `
AC230V 传导N 相 # P* f* _' D7 v7 l3 N. R
AC115V 辐射 & e4 Z% g7 E$ j7 M* [5 Y' e4 [) @# o
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