本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-5-6 18:15 编辑
# ?- j8 [8 Z, i: W _
% n! {4 W3 v6 I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。. P. h. O( A& A$ ~0 a; D0 `( x
. R( \4 h% v3 {7 }6 E f Y
01、样机介绍/ j" s* l; [7 o5 N# Q# g
2 d. @. x0 \- }# _( K- A1 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。
M0 J6 [/ p' \3 w h! D& |: R
* @% k m. T4 `
CR6890H_20V3A 工程样机示意图
{) B- {' q+ YCR6890H 芯片
6 F$ q6 t6 c0 k# |9 |5 Q: d& @7 t; l: s7 K# c. w6 e' q! g
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。
6 |3 C7 E3 q J) R* U+ D1 u% Y/ i6 R8 Z
特性 ~# t. n7 P$ g+ w
, Q: P X4 E# Y/ ~$ `
较低的启动电流 (大约3μA)
3 E2 B1 L# m! }" z/ F9 N1 |* P# W m) w# \8 a" U2 x [; N4 h1 N# k
内置软启动减少MOSFET应力6 `$ c. o# f8 M8 }
. K5 `! M. W" g% f# ^1 F& r) j
带有Peak_load 升频功能；
P! r" {& p/ t8 L& H9 y: q2 w2 j3 p% K1 s# `3 k" r8 G) Y5 V
CCM+PFM控制模式4 ^5 u m( b/ i: q+ `
; V" z* e8 a" ~5 u4 Y4 y内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡9 e+ `- e: c. g7 i D# b" j
+ _- H# G* s7 v% _9 |& n- G9 F
内建频率抖动功能，降低EMI3 H) z% n. `9 y3 o; J. g
2 O! ?& I0 M @) S6 b. v7 [6 ~内置65kHz开关频率
" b5 U- T) x; @5 u5 C; R2 U* D) h1 K, ?$ v
轻载降低工作频率2 z; ?$ N$ G+ K% q' C3 I6 }0 n
5 O# F5 f; }, x3 U. p) j
15ms倍频模式
; R6 o5 J" F6 f: x2 I2 m% r9 J7 z! P( D% `6 E! \
可编程外置过温保护并进入latch
8 ?) S$ H+ ?" ?# Q) G }( L0 e9 D6 r% a7 P
VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch+ ~. E Y% e0 }; d4 {3 l0 H: h) U9 e
* _" i1 z. U8 X! s' A2 S内置前沿消隐电路7 r+ Q/ P2 a7 Q$ p# x1 g8 V% y
1 @- C$ _5 b& z( n" I: @- K
内置输出二极管短路保护
+ X I9 c0 P6 i5 E" Q0 @& ?5 I, U0 z" ^* L+ Q- R9 l6 x) f+ T9 S
内置过温保护并进入latch
. s E5 i6 e: |7 f ]" w7 V# x/ Q5 `: w- _
过载保护
+ |' U8 o, X* ?6 c: \
% z$ N' w3 v3 _+ ]) hSOT23-6L封装
* N' y% K% T# {5 h' V/ [0 }/ k1 f$ t3 L' m
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。
- h, G3 }, [/ E2 d! O# P# s0 k$ R4 J
基本应用
9 @% M$ [( q/ c2 c6 I. v4 I' s
! N( v- A/ Y* h* u$ ZAC/DC适配器3 V4 o7 `1 F; k1 U1 T
4 m: G$ T0 b$ T" \8 f
电机类适配器7 w& J9 h! l* p5 D8 E
2 E0 @, p; E* T# E0 M4 L充电器
$ S7 h+ Z4 q% _/ g
" x' V/ x4 s, @. s& b存储设备电源
3 S9 V6 O- h& O) P- a6 H" }% `* K3 R4 M
典型应用
- j! `0 L" Q) W. p: }- w9 }
0 K" V2 ^) j6 n" J' J8 i( }- D
; X! M$ \9 {8 p管脚排列; W3 {7 T- p# m& i" ` M. u
& ?* J x4 c* x$ ~% ^/ ~6 M0 g
管脚描述
. a% o# R% p( C1 l7 d
2 D- N- L; N& G' i
9 O! B+ M& f; x4 q q& t3 y. m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。# E+ ^" D' u$ n! H
2 X) B% }/ P7 I6 V7 J1 k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。# _6 ]7 U6 J) i' a' g* P5 w
* s# m' R- N. ^! i4 A6 t7 T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。8 u8 t) @9 A1 W. _3 p1 S
8 B4 L# N& ?9 f+ K
02、样机特性( n4 G4 ]' v2 Q/ o2 H) V. y- b
?2 l; U+ L7 M% G+ T) J! U
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。; }# E( W1 ]4 J9 V
: c1 I3 W( n4 f: J7 e$ {1 s2.1、输入特性：7 S* D, X( G* T, W
/ _ Z% L3 G- E- J% O( Q) X" q
8 m: [ A2 u# _* q* d) Y9 f2.2、输出特性(PCB END)：
% [2 Y. \( b- v+ r7 ~* t
# ^7 t, v) I4 o: J/ m+ }( V2 i0 l, H, T* z: A: s+ ]4 j! q% [$ w) G/ ~2 A
2.3、整机参数：
* U+ b+ H$ f% |9 b/ |7 P
3 L! [5 \% f/ f5 S- [$ P2.4、保护功能测试：
5 M" I$ K5 t4 B2 p6 i; Y
. t0 [1 P; r/ P* h8 J+ U2.5、工作环境：6 t9 [& c$ R. q, U' s* \8 Z
; `/ i+ t, {% r6 B; s+ h( E
' n+ m6 R% h; d0 O3 R; g H4 I$ g
2.6、测试仪器：
" e, {9 a: _6 o03、样机结构信息5 L5 [9 h* o7 O
0 |; U- E* {$ L- P1 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。
0 q' N$ v- s: U2 H( y4 l
* c) X( Q7 b+ \* Y0 m: a9 d3.1、电路原理图及BOM：3 N8 [- K+ T( R, p
( |4 ^$ J0 t! R$ N3.1.1、原理图：
Z) b. r' A' U( Y. \: e
2 c l( d- \& c& Q0 x, C' G) Y% B# ~+ j# H4 h: {$ L
3.1.2、元器件清单：
2 i2 l7 t0 V. R! b$ C `, O |1 V8 Q: } \
* ?: o3 I, U8 J6 k& v! F
3.1.3、PCB 布局&布线：
. a* I' ~3 g+ M7 ]' S, e f& x- u; n& p5 e0 U6 b+ G p& F
PCB 顶层布局 0 D2 w2 [6 ~) ~
PCB 底层布局
% P3 x6 W* v# o ~2 Z0 b
PCB 底层布线 3.2、变压器绕制工艺：
6 ~8 V8 |1 }1 F9 [6 I
, l, m; g3 D) V5 @, [: r7 p3.2.1 电路示意图：! H* Q5 _6 a5 y7 C0 O7 C1 o8 U
; V6 m; f; i. { s3.2.2 、规格参数：
$ U& W' ^$ X' M' {* I. X) ]# i5 P1 g
' l' x/ }# V" z! }4 k" q: q- M6 `0 W1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；1 h2 U$ S3 W4 Y0 R- B) ^
2）材质：TDK PC40 或同等材质；1 R% [% m# j% M! t
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
+ H( C2 l" V7 A* Y( l& n1 N1 p, y! M! |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；
! L: l. J- k" q: ?; L( _5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
/ ]2 @& Q7 y. e) Y) e1 w. [6）初级绕组感量Lp：0.6mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
5 p6 c$ t- A; k! O7）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）)； X1 L8 [) P/ R# a% i V
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
: a; H' T: T) h9 w, u% N) q2 i9）成品要求:浸凡立水；
1 W4 e' J9 O$ O6 V: h7 j/ p
, y- x8 A/ E7 B1 n# S( ]6 o3.2.3、变压器参数:2 b5 W; j% [$ `* U
$ L% w, Z) L) }& |' u6 y9 _6 s3 A5 E* |' U+ ^5 ~, W
3.2.4、变压器结构图：) o& b( F& `+ I) F+ Y
$ x' r6 s$ N6 R. k
04、性能测评
) ~/ B# o/ F5 t2 ]
/ M4 V2 w! B% l1 }2 K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。2 p- R; D: p& W3 G( M
1 Q( G6 F& ~8 v B# _$ L
4.1、输入特性： V) c: A1 B* x" M1 R
4 V3 N2 T& L0 r8 P( O; A$ `0 P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。4 v8 L! r7 i. q6 ^ z
$ l7 |5 C8 h& ^* `8 V( ]' N. W
表1 待机功耗
9 x* O! l+ I, \$ S( G& P8 t x: N) l7 W p+ S, v
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性/ d/ ]( k% h* K c% j6 \$ x: k
3 }# c! {! k/ y- {* \3 k5 j
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）9 u8 c* g$ _, z+ _
: |* v' Q' y5 Z/ Z: z6 T) j% t
表4 效率测试（PCB END）
& ?; J/ v0 R; m8 I$ B1 E6 x8 { q' I, U7 x$ N% X0 `! t
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
/ X0 B( f4 Q/ ^* k; X" Z2 M2 F3 J; v
4.2、输出特性：; m F$ y/ _" s9 I
, f1 B/ _$ w/ d* T
4.2.1、线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
4 O3 |. b6 ~- w0 f0 e' T
) j6 Z# @: A' _) U$ S. [1 ?0 `
2 X5 l2 _; t8 O* p5 {4.2.2、输出电压纹波：
5 T; v- B) Y: }9 D
1 t$ C' e4 O3 D* A h6 N$ ~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。
4 m" M7 w' S# j, Y7 Y' x
: X+ f1 d( A/ P+ n
& F" ]2 z) d& y& s
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 2 ?% j) l! i5 O: w/ c6 t
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
4 _. G2 L1 z: W' p8 v" f3 S
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
: N+ ]* }+ @& T
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
& B# O1 E; u) ?/ w4.3、保护功能：
, B$ L% R+ ], x. [" i( l( }. x' ^- J) G6 Z
以下涉及过流保护、短路保护的测试。 U7 J* x" H, Y' L6 n- S
9 d: K& v. [& T3 P7 ~+ h$ \; a' k
4.3.1、过流保护：* d+ ^0 m2 V: \6 d& y; z8 M
. u' W/ X1 T2 ~+ O% k" o4 i6 ~0 k [) Z6 Z+ F
4.3.2、短路保护：
! N0 X* B5 Z* P( f. F
4 F2 S: V" ^/ b5 N5 M: G功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。
" [9 E, _1 W1 a6 J, W, [' k2 O6 t# Y$ I! K2 _/ U' p5 j
/ W2 t" A1 {8 N# V% M/ `4.3.3、Peak_load 功能测试：7 B& @5 c3 I- p4 N4 w
" l% C4 Y6 v9 M9 \; Q' |/ L4 E
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。* E2 G8 A4 g0 {/ | ?
- N" u S0 Y5 G) r
AC115V 发波周期12.6mS，Vo 最低15.6V 5 m9 z0 C# `/ g$ L; N
AC115V Peak_load 功能升频151.52KHZ
4 g+ c8 s. D$ j) ~, U, h, p T
AC230V 发波周期11.2mS，Vo 最低18.2V
% C: W, B- ~4 _+ U/ u) ^
AC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ
/ @7 n z( S, D+ k8 a: E4.4、动态测试：
4 _4 t; a2 L7 W* P% S$ G- T* Z6 U; j( q+ X/ T3 |
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)
: w# U& _9 {" K% ~+ E# R+ z0 s+ C e* v3 Q y: g) N- b3 U! D, ~
AC90V_5ms
AC90V_10ms 2 i1 i. ~' p; w8 M3 t" p
AC264V_5ms 9 W* o0 J: f7 \6 ]5 L
AC264V_10ms / H3 ?+ a& `+ h3 K0 D! o; X
4.5、系统延时时间测试：
) L1 U+ Q$ t5 a' t' v8 Y! l4 r' K& A5 W
TON_DELAY @ AC100V，100% Load * j0 \$ Y4 ~0 { u) T
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
7 G! y2 Z5 R8 g8 q- c
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 8 z2 T" B: b: Y# @ o
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
: c8 y& m+ q8 f/ e9 p O3 F: a/ I& b4.6、其它重要波形测试：
9 J# M+ D6 c; D+ q6 L/ \7 k7 N8 v( r) {# k8 Z
AC90/60Hz，100% Load CS 波形 ; o0 l' t( |7 L3 k3 m" c1 x* g
AC230/50Hz，100% Load Gate 波形
- U$ F& y7 Q& M5 L- n5 D
AC264/50Hz，100% Load 输出肖特基波形 * {) H1 m# X! f" Y$ T
AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形
3 ^& G3 E% o( S" b/ Q0 m05、温升测试
5 E5 }; G$ `: A5 J/ m# i' ~- B1 z- [; F1 g/ ^% h! y6 x
测试条件：带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。' @6 i# W# i7 K6 T% Y
" ^9 w& c; [6 V( f& O) c5 e! A- a. @
4 z# q# {$ L8 |9 f0 P
06、EMI 评估测试2 T( Q: t% P% h1 b
. Y8 |; e) X: j, R( q& m) N. G1 V
测试条件：
6 c. v1 S+ ], O2 C: g! V
3 G( S `: R7 A. v/ y输入：AC115V/230V；水泥电阻阻值6.67Ω，带线1.5M 18AWG 测试；
$ w# E/ E- t1 \9 h限值标准参考：EN55013、EN55022B。（测试结果仅供参考）/ i+ A' r; F6 \& U9 P. V- b5 U
4 T9 m- V5 G; j- \
AC115V 传导L 相
8 {( b$ L' p6 X* m
AC115V 传导N 相 1 E k4 t g$ M( p8 K( ~0 N
AC230V 传导L 相
9 }7 r5 w4 ]' e
AC230V 传导N 相
3 ?0 h- }( D D% U2 U1 S( d |% L
AC115V 辐射 / @* p6 j+ |' e/ w6 r+ E
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