本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑 ! ~4 m" s! d+ c
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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。& |7 q+ s% j. X. v
* T1 }( j/ Q$ G# [7 V8 E" G
01、样机介绍
. t- x; P) K# d$ X8 `( f: y7 h, k* J9 Y: Z3 L, p0 H$ |
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。
0 k7 H4 R" I4 M) ?, e2 [
( {3 A$ k- b8 u2 K2 l
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 6 Z7 Z {" f8 V5 I& E, h" G
CR6890H 芯片
9 p/ o7 o! h4 v9 N
$ a" X F6 a n5 g1 q: k& YCR6890H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。, ?0 g7 O a0 }! A0 O3 o# ?" j3 G
l) j3 \4 U- R
特性
& t7 A' c# N) G: O5 r, _/ d6 b |; q8 G6 K3 d" F
较低的启动电流 (大约3μA)
3 v/ X% y+ x8 x5 C4 k) `! F- b0 ]& ^4 v/ {' ^* |; v
内置软启动减少MOSFET应力
6 {& o n( k3 Q: y: G" C; O" \2 c4 k$ j% X! a: \7 |
带有Peak_load 升频功能；
1 x$ r2 z. w$ R1 \" H- S& l/ t
% c! X) O b) P# ?CCM+PFM控制模式' c9 e0 s2 S+ A! p2 S6 s
# w$ V, K9 ?% u0 c内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡5 T6 c4 j3 I. ]1 E
3 L6 E6 `; h6 K3 R/ p内建频率抖动功能，降低EMI% D- c. ~ Y0 Y: ^/ m) M
0 a( C( ^/ H$ w. `- l: ?
内置65kHz开关频率
% B5 X: c' e p K% V0 r, y. J H* d6 {" O+ \5 \1 S
轻载降低工作频率' b0 J2 `- D5 H+ ~3 B$ l& U
- x4 ~2 x7 a' `. \" \) Z! m7 @4 C15ms倍频模式
3 a# {9 a( w( l3 t; l; D: [. O4 t( F2 ~, R3 f* {$ v4 P7 N4 b- [) f
可编程外置过温保护并进入latch( r; `% X$ U/ d
2 J9 S7 t2 g0 W6 ]+ c) z$ h
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch% R, s$ v1 }' n y' |4 ?0 v# y" C
5 u( |4 `, Z$ _6 r; u内置前沿消隐电路) ~, f9 D) T7 G1 T: t0 F) `+ \
$ R: E/ x6 t" N& J: u
内置输出二极管短路保护2 E( K; Y4 f& r9 Z
* ^% X& I" ~' A( A8 J& g
内置过温保护并进入latch" e1 C6 I, j% ]& ~" U
3 `: m) m* O v: F) p1 c" J0 p
过载保护
. ^8 I' i) \+ o: @! N) H( m
. A: T! [- w' E0 r( PSOT23-6L封装+ P; p7 v6 }' t& B4 F% {# }0 H# L: u, U
. @% r# j2 A3 q& n1 R% I* u
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。
q1 J# R8 J3 X* g7 m& L5 P ^; d D# J8 d( R$ s
基本应用; o& p$ J0 Q" U9 I6 F! w
- H/ V8 v! x r9 B' uAC/DC适配器
# o5 o H- C+ ^5 i) a
( z( R% v2 m) J7 {& n0 R电机类适配器! I3 O- H& O B. I' l1 ]6 A
: Z, k' ~5 L2 D' c$ [# j& M* o: b充电器! u3 Q0 M/ B" B- {, v4 r
m1 R F6 O" ?7 E0 H3 i
存储设备电源
$ O- l. U4 e* f9 U; r- x3 O w, O4 g K: o# N* P8 J
典型应用8 D* u% k& |% g. ` g7 Z8 E0 I7 M
. `$ }+ s% U: ?7 u3 s. K9 B' _2 m
& d; |+ a: ^6 |3 ?# D, i' Y4 q
管脚排列; Q$ m. F& c: ~; u5 x$ D: m
) `% e! Y. D/ ~/ c管脚描述2 Y, j9 |- L' e9 \
% |/ h! W; J; y G* W
* h e7 f$ X) [% Q/ 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。. W* j7 _* E2 n5 ]% v
2 V4 f* T$ m0 t* y" l- C" [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。5 R3 s4 h1 V2 Q# Q/ {+ z: g
- x. x& Q- O6 }! }0 v
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。" l, @$ t" ?7 e o3 [
: M# R% a! \, B02、样机特性
/ t% F# i7 X$ Q0 W! t
: S& k S2 g- T5 G4 E O9 \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。
% y% x6 ~& N/ @0 g
9 ^+ @. d8 V5 q- x# X# F6 n2.1、输入特性：# x: @' j1 L2 Y) m/ Y
# a4 E; Z3 Q; H' O/ L' m+ f
% e' i* c2 F* T' p
2.2、输出特性(PCB END)：
0 c6 d% \; }$ S& R1 d% E! o; b( j/ A& I0 m. j
/ a# C/ f) c4 k0 B
2.3、整机参数：) t f* m1 ^/ a+ d8 S5 U1 c( \, f
! ?4 x" o3 p: G, p% o$ j2.4、保护功能测试：) u) ~$ C4 ]- y9 ]
- d2 J. A5 s9 V5 Q' t1 ^& k v2.5、工作环境：4 }, @& d- _' d5 U. N5 ?. J+ Z
9 ^# ?2 _: M6 C
' A5 U9 |, }' R* {8 X
2.6、测试仪器：
" O$ E2 F/ s7 ?8 B ~03、样机结构信息- B- g+ |4 s+ e( C
/ `+ P/ |( o4 v+ A5 M1 Q- B! |
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。. Q$ O/ V4 M+ j' m$ Q U
8 u9 b p" v" I; S1 ?. |( }5 i- c3.1、电路原理图及BOM：1 y. W4 ~: S( V4 B: O
; {; X0 Z( w" b- ]
3.1.1、原理图：
4 }4 q4 S- g2 R t: K) ^9 l# x' T
! `* p% a& N4 |; g5 n
" M0 v3 h$ B- r4 W+ G* j3.1.2、元器件清单：
: _4 h. t' g7 j9 Z: C9 F) a
P, r$ Q7 g9 F7 f5 h9 B" [8 b$ E4 K1 }
3.1.3、PCB 布局&布线：: v1 s$ F( A1 d8 K4 }9 M
" c1 E* s) E$ W! }3 N
PCB 顶层布局
9 v3 g9 y" Q7 }% w7 r1 `
PCB 底层布局 8 X: }& n( j; O, r e# J* N
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
, W/ S W n' d: b/ l. \' Q; `! V% O1 W5 ]$ P
3.2.1 电路示意图：6 j# p4 h h/ q' K5 Y' B! x" \
5 s6 z& [4 f; i' V7 r5 z" x" r3.2.2 、规格参数：
8 l' f2 ]7 W* f$ } V6 }
0 m% C' L) p% G/ |3 P, L9 Y1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
" U4 A8 ~, V1 S% ^6 o" \1 \, ]7 ~2）材质：TDK PC40 或同等材质；
1 u$ P" L$ i5 o3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；0 A" e0 i! {, q0 G
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；
9 p' H( t, C9 q( f1 b& x# J5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；" C3 o' E- p1 ^5 B9 l7 [7 I5 r
6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；/ Y: G7 j4 d2 s8 h/ R; q( A
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）)；' v6 b* X! ?4 [' m7 P. o
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；" a7 A& [2 R3 R) c2 P' O1 K
9）成品要求:浸凡立水； L% @/ J. n( V% R# K6 b
* ?6 M1 V# d* w% E' r
3.2.3、变压器参数:- C% n& Q6 d7 w& o# C
/ v$ q- z0 P- k
7 x& Q1 F# b w7 p9 [3.2.4、变压器结构图：3 B% D g3 d8 ^; g
# [6 `& P* M% x7 `& L& N, v" X
04、性能测评4 g0 e( B M0 H' q, e4 J
+ ]! d) @& ~& i2 q& t* g
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。
9 S f4 H, U& ~$ ^( n6 a, u3 `
: Z) P9 z/ W# _1 Q- [0 e4.1、输入特性：
9 \( b' l: K- S4 X% V+ O8 {; g% O _: w( q
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。# V# }& E) R9 p) X2 W, S; L
6 T. ]: A( W% C i0 F& [' G表1 待机功耗( \5 l6 W& v, V9 q: I# [) T7 j0 C
, G- ?8 }( T0 [! b
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性' L7 }) q, m" q2 K; z
5 Y5 H2 x# m# A8 v, o7 G. I表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
0 X$ w! b' L9 h6 t0 g+ l1 L% ]
: t M$ e' K0 Q0 b表4 效率测试（PCB END）5 I- A" f4 D: @
# \3 r, f8 k* e8 g$ e! ?# P
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）9 ^# e# v6 u5 U( o7 Y# j, ~' }
8 x* ?! v1 P% `& _0 B1 i
4.2、输出特性： |: O" W' T0 R
/ e, ~. F( \& F9 Q8 a
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）- h9 L( s( `8 z8 L- P
. ?! x6 x1 y2 m, k' o7 Z4 ]2 b4 x) c
4.2.2、输出电压纹波：
; f3 M4 i5 r; Y8 ?2 z4 e; k V- R, O! o- J' y
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。* P3 {' v, |. b8 H. t. `+ t
' B1 }. j. v3 C* T1 O) n
3 z5 _- f7 T7 W. t* B
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
6 h) F; S+ G! n, q
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
5 p, {; n2 l, c; H. N- y: A
R&N @ AC264V/50Hz,No Load . S% k. p' P7 z
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load " |$ B' r4 b+ K, K( M V
4.3、保护功能：
; G% N. v6 s: ^2 T: P# v7 M4 _% A1 q8 o
以下涉及过流保护、短路保护的测试。- \" U" k4 h/ U: b1 L
! b' y/ b% r* M; v( o
4.3.1、过流保护：
+ ^2 V. n, ]; v. m$ C( K) m0 \7 `" v; C
/ w! J$ x# |' ^5 P
4.3.2、短路保护：
" M# f2 }/ z, I( ~% o1 ]1 O3 ?0 ~. R* E
功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。7 Z# |& _7 Q3 h1 V9 x) P
3 b2 I" ~% I# i* s# R$ ?
8 R; V- F# O' M: w& ]: n. ] U8 {4.3.3、Peak_load 功能测试：
. b3 y* B0 u# ~8 N% C1 o
( P9 g! o$ R# W4 Y: ^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。
# t7 P# n9 |/ L' A7 D0 G* B+ l5 V! b- g2 n# f. o- Q1 ~! p
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V 4 O! p+ R, Q+ } s/ H; T
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ , D# F: V5 x8 v& R
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V ) y5 B" ^: _ w0 V
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
8 J5 u5 J# h: e) w+ z" T4.4、动态测试：
2 O6 W& d) Q; i, N4 H/ V
& s5 x; b, d9 o1 ]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)* b5 R H; ^4 |4 J( o+ g8 }
2 ~6 ]! `4 r) z
AC90V_5ms
AC90V_10ms
& P1 j) N0 q1 }/ l% g
AC264V_5ms : F- m; K0 }- j0 `; ^) c. {
AC264V_10ms 0 m9 }0 K2 y) Z! B4 ]
4.5、系统延时时间测试：' V: D5 L, H0 O" l) o. J
, n, h2 u9 c$ O; j3 X4 a
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
( @* W& b- B; s1 T$ B
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
4 y4 J4 z$ M& a" z! u
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
& U( M/ B* @1 Q4 V5 N6 |& |. H
THOLD_UP @ AC240V，100% Load - I' @2 J5 R& Q) T5 e
4.6、其它重要波形测试：
! }0 X5 s" l" a Y( ?
3 G- {3 L7 B. |$ a3 A$ u
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 5 e/ b" A& ~2 t8 b8 I' U
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
/ F6 m, b2 Y! B
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 + @, q6 F# J7 @$ l$ p7 J
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形 . |8 h& D+ j, s3 {6 c6 X; U- \. m
05、温升测试
E, ^. c6 o% S3 z# j6 I* A
: ?8 [. B3 J( V8 l r( S) m测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
% {% {4 c6 a9 @; g/ s
2 {% B7 a! A- R) l* {; R* e S1 }; b* G+ p( G
06、EMI 评估测试
' y+ G4 ~& X1 ?6 L) }" n- C
0 Q7 T0 I4 ^1 _2 ], G+ E测试条件：
4 Y/ z2 b4 c5 \/ G3 i. E3 p+ T0 U6 e, [' M3 I& u" j* p2 F
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
/ t A! [ L0 R4 S) o限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考） e; z& v7 Q' j) K0 q
# y0 V# B/ b( I, ^+ L
AC115V 传导L 相
) Y) r# B" Q0 _! W ~8 u
AC115V 传导N 相
; M K4 c! v! ?. A( T2 j, N
AC230V 传导L 相 , y% G) o: u% B" ~, y
AC230V 传导N 相
/ r( B4 Q6 P/ I3 |% w2 A( I0 h9 B
AC115V 辐射
. G; y/ f$ B& g# J- Z
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