本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
3 m. }# n# D( a* h h' q) W8 E! n* T# `* k* v" G5 d, p: p& W* m
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。
/ K8 c3 v) H! e" L; D4 C9 ?
0 H0 T0 S1 n4 f4 T# z% _01、样机介绍
5 {4 l4 Y5 f( Y h3 @/ J' i/ f4 }1 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。9 D6 Z/ `0 ~$ @) z
. D6 p6 }2 R0 b( P `
CR6890H_20V3A 工程样机示意图 2 b7 [& ^6 Z0 o0 `: g" ~+ C. }. _' ^
CR6890H 芯片
+ ]6 @) u5 Z0 O: P/ ?9 T: O7 [$ z: ?/ O8 Z' h* y* S6 K
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。
2 n4 K4 N/ t. w! n( Z
2 a! y2 i: Z [( d$ v特性
8 X |8 f O3 D- [" y3 G3 n6 ?* l- w$ k8 l
较低的启动电流 (大约3μA)$ s% q7 [) h. Y: e' C' b6 |
& r8 s* D# B" o内置软启动减少MOSFET应力' X+ q6 y9 o* A% ?- L. V3 o
+ Y9 f9 c4 \& f" d& }3 S3 C( C
带有Peak_load 升频功能；
6 V- Z; o! |! P4 v6 W* s* Y1 {( G3 N
CCM+PFM控制模式' [- s, Z- J# D# A4 \: T
3 N$ V9 B9 R/ ?( d& Y8 f3 X内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡0 y1 g, j8 W+ O2 j
7 |5 y& C$ x* Y5 W1 G内建频率抖动功能，降低EMI7 s$ p# [' z, i; V% }! w
+ X8 O8 N4 a2 V3 u# w) |% E
内置65kHz开关频率6 f1 T+ Z( Y1 q4 W
# b! D# z+ {( M# k; p" }" r: x
轻载降低工作频率2 u# i# t1 ~4 [
: O# v9 M4 o% x- T3 x# _% O: C4 L; o3 `/ z
15ms倍频模式6 @: u5 L1 ~( r" r
1 @" [2 C, G8 l3 E9 z6 M0 E可编程外置过温保护并进入latch' M: m5 P7 {' O8 Z$ K2 G. ~& O
% a+ U" O( F: H3 {- |1 g
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
$ l9 u5 L5 {4 ? C/ f' ] E) U Y( d. G9 X) L8 Y5 O+ R0 X
内置前沿消隐电路
1 h4 l# Y# i' t4 O) h8 i9 ?5 p5 `$ l8 b
内置输出二极管短路保护" r0 U6 o2 @. @5 r Y
6 n0 `) j* a8 h/ U7 o4 ?
内置过温保护并进入latch
5 [ A6 ?6 ^% @7 z, V7 s" c2 v' u# v
过载保护 Z+ o Z$ g4 q+ p+ E) z. g
4 u- K* k5 Z3 t: E0 R& { U0 Z
SOT23-6L封装6 N; u6 c4 R+ U& c& e! f
2 f# c* |3 u% Z; X" z4 N% g, g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。
. n1 H9 d# U/ i% x* n- g8 B- \3 z" `% z* P* x
基本应用* i/ O, C3 Q' u
F: E' y1 G, ZAC/DC适配器
1 D6 D# Y; @5 N4 [, i! g
. n0 z8 p7 b5 W8 p$ Q电机类适配器; H2 g" }, l& U
. Z! k; ?) L: O2 }. t
充电器
8 j* h4 S, J O: _
# ^7 L X9 L- H& ^% G9 Y8 ~3 V存储设备电源
# G1 Q7 S% X$ }. C) D
9 u/ P v# }2 P3 r典型应用4 @2 S* g6 m! \* s
W- m. j# z. `$ X2 I* f6 _1 V8 C
管脚排列
9 k" z& S# S2 p' Y
1 M3 w6 M; A9 m) V4 v$ s: |管脚描述 ~6 q; \$ m# s6 `5 G+ e$ U4 v
: m j# {+ U; M: c5 O" B" z9 N, I+ y% H& j
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。$ S" [! s( Z9 |: l" ]. A2 i/ s2 d- ]
( d) k; d9 x7 q( }$ a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。
7 u+ B/ O% [- P3 J, a5 l" w0 @& ]1 U+ 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。% q; u! i" ^. h# U' D
5 E7 J& R6 A, i5 e
02、样机特性
" Q3 [" Y9 s8 `8 o8 f3 T
+ {% D% Z' X/ S: J9 a; F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。
3 D1 y; g- Z% _3 c% w2 B
6 e7 d) W. v# c: V9 Z6 Y" J2.1、输入特性：0 q. u7 o7 E0 f
8 U% H1 T& e) A6 A. k$ T
8 _4 L# x1 X. O2.2、输出特性(PCB END)：
) T* ^9 d- {3 [# f
- K+ o8 e" G. S0 x# o p* g
3 B; C# |* v( Y: Q+ p2.3、整机参数：9 y% I( F% u# M0 @! B
" p8 L& `+ ^7 @; U- q
2.4、保护功能测试：
- C! E* I8 `' z6 B) k4 L4 @% J% Z' o
2.5、工作环境：
1 S" z5 R2 I3 o* f1 h( c S2 s9 t% ~
* n- D$ [' D% o7 @. Y& l2.6、测试仪器：; ~9 n0 {# e8 s) _- k% h7 H
03、样机结构信息+ D; m! g0 G$ h1 h* C5 m7 Q) H
7 |* z' @. ?3 {, u2 i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。
: N8 V: y, n7 d% R* l$ F6 H/ a/ ^, w% c* W
3.1、电路原理图及BOM：
8 t5 k8 S" Z$ J* s
$ E& a8 k$ v9 f" v, E! l* T3.1.1、原理图：
6 b; {9 E9 J+ G! `& ? J$ F' Q, J" h3 Z1 b: d k% N5 g
3 d& ~8 [3 Q0 o: z1 O8 d
3.1.2、元器件清单：
9 \) P) p) F* L0 V9 X# H: u O: w8 q r9 l. l. M
& I# Q5 b1 x" n
3.1.3、PCB 布局&布线：
: n% |# J+ N/ |- K# f% u( B7 [$ g1 U% f. o3 M$ D
PCB 顶层布局
9 h8 O. o4 s- M
PCB 底层布局 ; D Y2 b6 P$ Q% z% I* U
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：& e6 [1 @7 u7 c( h* n9 Q
5 _3 [& u1 V+ k! ~: q3.2.1 电路示意图：) o: v4 R" ^0 |! e- r) w
: j6 a& Z/ {" }( Z i( u2 L
3.2.2 、规格参数：
/ T6 @5 m Y* T: q! C4 `3 ^7 S
4 y3 e% D6 C, K) x1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
7 I/ V* q* S0 Q+ t0 x, V2）材质：TDK PC40 或同等材质；
b' R4 W5 @+ K& j6 z* ]3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
/ o' x) ` ]# ~2 X/ n6 O: D7 }7 z4）N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B 进线从顶部A 出线，磁芯接地；
. N$ w$ w$ ] ]5 c5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
( T" B# \ \' w6 Q. z. w6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；- ~* H/ J5 _+ h: V# \: Y7 I1 U
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）)；
2 y. P4 U7 ^( f8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；' F* x2 z* x. y( T) j* c- n9 O% }
9）成品要求:浸凡立水；& p; f4 _+ |8 b- ^
6 E6 N" N4 Y% q( W* R' L
3.2.3、变压器参数:$ K) J( u- ]; B: h
4 p1 F& P& C: {3 V
! f( h: U" i9 \+ j- ^3.2.4、变压器结构图：
0 d( m# t; @* i
- ?0 u- M7 l- B! d8 o04、性能测评0 ]( v- V* P/ }, {9 f3 s6 l, t
+ I0 [0 z0 L4 K2 \: s; l, _ b
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。
3 a8 H4 S. o% l* X! Y
! x9 Z' I! g: }! Z4 b- p# q) k5 F9 G4.1、输入特性：
4 T0 d3 j) m% M& ^; r+ I) E( v/ v3 y
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。
$ s6 ]( p! y3 s6 E$ w4 `3 K$ Q( ?5 w( n) X I; ^
表1 待机功耗
# R- m. W( |$ Q8 s. x, i4 y3 ]! z% e
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
0 k4 N3 B7 U" O* M- s
% y, q5 B, g- E- H表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）8 A3 m9 |- ?, F0 r
! [. X% b* f8 ?$ T
表4 效率测试（PCB END）
7 r1 v' T5 R7 m! A3 J! F( w/ m/ m9 I7 ~
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）6 F! A- f/ z& t2 D+ ?0 {
X: d7 E5 Z0 j2 J" v6 U4 D i4.2、输出特性：3 k0 }. @; R) `7 H! k- z8 z4 G, y% ]
. G% Y- T% L, S) k4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）& \8 T' s0 R7 h# @8 `$ i ^& k( v
" |& r8 K, D9 [! n! _8 H& F
2 [5 ^5 f5 g7 G8 ~8 }4.2.2、输出电压纹波：
$ p- @ e m9 Y
4 Z/ u) I: y# |9 j& W8 f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。0 z, R% W7 |- T/ Y+ ] h( M e4 K
x7 v# [3 ^% S( Q
4 ~2 V3 M, [, q% F& M& v6 p5 \
R&N @ AC90V/60Hz,No Load * g7 h( {0 ]6 d. ]6 E
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
2 V% g. O0 b5 I9 B& r: X$ g! B
R&N @ AC264V/50Hz,No Load + X& u! T7 R$ R* a9 ?
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load 3 j1 [ i _9 ^) m
4.3、保护功能：4 c( z4 y% l v3 g
0 _* I/ o6 l- E) @以下涉及过流保护、短路保护的测试。& e" ~. V, @# n$ Z$ J3 k( b
; T5 l6 E8 n( @9 t( e5 T. I4.3.1、过流保护：
2 B" ?! j3 @2 r5 Q$ A+ B
: I- Y7 v* A! J- C4 d$ y$ h
* H/ H' v S) F1 C( y+ a4.3.2、短路保护：
9 l. B! P; Y4 ]
& e# L' a" P5 r6 ]- X功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。& U. h. n8 f5 {5 w0 Z
- S' V6 l8 y5 T
7 Z" Q: w( S' I/ j& M, a4.3.3、Peak_load 功能测试：
9 W$ @- `' _' Z8 p. F0 y" j e% \4 p* b
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 _6 C: w8 g/ k- [, }+ w
% P' k6 m+ r, Z% j3 _
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V
! f- L& ~9 C% z
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ ! l( x' b4 p7 h# ^2 @
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
2 H# b- u( h+ u3 a! J
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
% c& ~* Y- n8 I7 H0 V4.4、动态测试：
7 e8 q3 w. ]# v8 L
6 j- P- B) {: e# V+ P+ i/ |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), Z* {! h- q6 s5 g! g' `1 ~
1 ?$ M) z3 N$ k3 K1 S( O
AC90V_5ms
AC90V_10ms
0 z2 ]( A# a* k: ~0 ^
AC264V_5ms
1 c- [1 Q: S+ j& |
AC264V_10ms ) h6 ?) k) Z: `& E/ H7 J
4.5、系统延时时间测试：% ]- n8 _, S- e# Y* \; L
( r1 X3 p! d- }9 N
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
6 i% ~6 L' h/ C9 E, _% R: u6 [* I! k& s
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
! z; V6 G5 ~+ n; z
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
! i5 g& p9 v: A$ C! R8 ]2 a
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
6 i! a; u) M3 @+ O8 |8 K, J9 G4.6、其它重要波形测试：
# v' [6 ~8 |8 F& x! _, j6 [" ^8 P
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 ! y( c. M; n H3 l+ H0 a: Z/ m
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
; ]2 E8 L6 q7 s8 ~5 Q) z
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 & S( v/ K1 @! j" |
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
: r1 M2 p, {' Q) ^05、温升测试
+ {( V& K% b) y3 n' y' v$ B4 R
3 S+ m- L& m7 O9 i' v) L' x% g测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。
2 w1 |2 z9 a2 D( n
& Y* R: P) H7 d; J; L- p* i. a* Q% ^& h4 j# v
06、EMI 评估测试
2 d: B' H% S# @3 H( {# L
) h! a# [& c% v& u测试条件：( @( u% T% w" ]1 r: y0 A# G
1 j7 N9 M/ b3 y
输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；* a0 L+ i6 h2 O" k3 V8 r
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）7 U$ ~ M6 T3 f
: k* h- X& k9 d
AC115V 传导L 相
' d8 ]; I( N* p8 R; |
AC115V 传导N 相
2 |' f ?: F, C% B/ ^6 B' ]
AC230V 传导L 相
- o! q: l7 F) W9 J: h; a
AC230V 传导N 相 0 Y+ ]7 k5 n2 p6 { [+ x
AC115V 辐射 4 \% f3 o. I! p$ m' J P' ^
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