本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑
8 _# M* K( q3 C& d9 J& `5 @& |2 ?# H
在上一篇文章中，我们介绍了本公司5W USB 电源适配器应用方案。本文，我们将要介绍的是36W电源适配器应用方案。其中，该方案的控制IC控制采用了本公司主推的CR6890A。IC轻载时会降低频率，最低频率 22kHz 可避免音频噪声，系统采用 CCM+PFM+QR 混合控制模式以减小系统损耗，达到绿色节能的目的。它还集成了丰富的保护功能，简化了电路系统应用设计。! {( {0 \8 T5 f- x5 f# P% G3 t" y
1 w3 ?1 G0 a0 B1 l% u( m下面我们来了解下这个应用方案。
0 I9 _. @& u \; d$ ]' d( t8 e3 H. d9 Y: U
01、样机介绍5 o( E( H0 l" \. y" O
; F5 b. [+ K9 m) a8 E该测试报告是基于能适用于宽输入电压范围且恒压输出的36W 电源适配器样机，控制IC采用了本公司主推的CR6890A。. n& q; r4 q4 `5 h3 F" u2 ?, `
$ H" D# M: o: m' X. KCR6890A_12V3A 工程样机示意图
, p/ H W( A; eCR6890A3 E, A' ?: B; i+ w6 Z% E
/ |) D/ X* h3 C( `- U* aCR6890A 是一款高集成度、低待机功耗的CCM+PFM+QR 混合电流模式PWM控制器，是一款高集成度、低功耗的中等功率反激电源控制IC。CR6890A轻载时会降低频率，最低频率22kHz 可避免音频噪声。CR6890A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。CR6890A 提供SOT23-6L 的封装。
' `3 u F: U, J% t- p7 Y) S* j2 J O6 G0 ]7 U+ [; g
芯片特性7 y' A% R) t" {5 u4 w
$ B1 k2 m* R t/ B, q' }
● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；
9 j1 [1 V+ V# q7 k● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；5 B0 Y; n* C* T! K2 e8 Q. g5 i# G
● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；
: k% Y: S; [/ t9 O● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；! q! z% _3 O; R8 }7 }
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；* M% z2 w3 F1 `" `( K
● 电路结构简单、较少的外围元器件，适用于中小功率AC/DC 电源适配器。
. c9 ?6 {! F6 a$ T6 w/ }
7 g2 M5 X' r: h基本应用: o8 [; d7 {" L8 ^/ E) b, {( o N
& R7 j- r m! B/ a9 W
● AC/DC适配器
0 N# E+ u- G. B' B0 r I1 c- w/ E● 电视及监视器电源
" `5 J+ M* N6 G# Q● 充电器* W" v W# l$ Y( P1 A
● 存储设备电源& I) i4 j" E& c4 g; l' T0 @6 M
( O% j5 M0 s7 M3 ? ]% g% J
典型应用4 z4 _0 r& U7 G# v9 w# t8 o
/ d: R1 v, E# ~( j' V& ?3 r
0 x5 Y4 R7 D, \ ]/ v7 E, q7 r
& K* ^1 O+ F8 ]5 o! @管脚排列
, B% R9 S I5 U6 y o* a) O9 X7 j! d$ @: S5 j1 ^" _- e9 ^& U
管脚描述6 c0 @4 c' Z6 a+ C: q3 \3 K
& F. J* f1 j- D
+ Z3 T: ]1 t+ E4 {; D! ?+ w, f
样机PCBA尺寸为：77.8mm×38.5mm×24mm，具有较高功率密度。能效方面，AC264V输入典型待机功耗仅58mW，1.5米18AWG输出平均效率>88.3%，能够满足六级能效标准；低纹波，低噪声，符合相关EMI规定。2 Q, W2 E/ H2 C7 ]5 H* ^
' X# v8 _- t: _0 T$ P
样机的变压器，采用了RM8磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。0 v- D+ X( W* m9 [$ }" K5 b% ?0 v
) Z9 W% c4 |8 S3 A3 @6 M02、样机特性3 x7 O5 R, R% f, W2 h0 m
! s$ M& b1 P! Q0 e$ q2 o4 N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。1 y0 {3 y3 [7 a5 i9 h: |
5 y4 P# {" [' g! C- K3 B# O2.1、输入特性：3 B6 P: @' {- M1 c1 p
! j$ a) b" v! @; b" Z% l- Y
. k# \; G+ W+ m" T" y
2.2、输出特性(PCB END)：& G( I N( K) _5 s1 H1 l
3 q* e, w9 L5 h) L
. [$ ^9 f* J8 q/ K2.3、整机参数：
8 k& Q9 `- k2 ~' r4 o8 V8 K. J: f6 Q4 G* r( r
+ ?7 m1 p' I0 x( s% }2.4、保护功能测试：
; F. Y3 s, s* {5 P5 V: {
/ s: C5 M1 N8 s7 I: d, p. c3 v0 P/ Q. k: I6 [* P% Z: `
2.5、工作环境：
+ Y2 I: |8 P4 z% a6 p
) H" P& j4 j" E7 u
7 a0 f* K* W1 F2.6、测试仪器：
# S+ R4 Q9 h$ k2 U- t W& ?% {5 b0 `
03、样机结构信息9 b3 `& K; l( z/ d9 Y" \1 Q& |
6 v1 Z" X, P8 _( W4 k2 d0 q
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 X7 h+ _" a$ [. ^
" O0 l% |( Y" B; E8 k' ]; v. [3.1、电路原理图及BOM：6 s1 b* j3 ]( @$ @& c
) @2 Z: r0 y+ h' O: P: y' m! S8 a7 q
3.1.1 原理图：
0 O$ f& r3 N8 [/ i( X# M$ {: a& r( X4 }0 d+ N
* s% t1 R1 g. B+ H0 [6 g% K3.1.2 元器件清单：
( w% f8 r) [. @, l' `
- u: z# K$ ?+ l; H4 l; P3.1.3 PCB 布局&布线：* O* M* X7 c4 F1 n0 H% d
1 k+ z0 r' Q5 c8 O+ [) i$ ePCB 顶层布局&布线
8 `. ~, i0 J8 N/ ^6 s8 h- X! WPCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：
& V; Z% E: S! l
; R) b8 s& s% p2 ^1 d# t& Q3.2.1 电路示意图：! F: F3 v% ]0 {8 g
* `6 z7 L9 Z# s4 G; ]
( E' N4 O% x8 y& ^3.2.2、规格参数：2 ~( ?) X W4 A* f- ?
7 c9 J5 l4 r Y2 z" e. j1 U1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；
5 p w5 D" n8 c( b# L3 {) n0 f5 D2）材质：TDK PC40 或同等材质；
0 p' R+ j# @# o3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；0 n" l+ [# F6 g, V+ r2 U c+ Y1 f7 i
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
0 l2 B8 J1 t5 P/ m6 J1 C* U+ n2 T% O0 e5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
, D9 {2 B- ]' ]8 s6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；$ w% S: K; y; g3 x8 N6 Q
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz)；! \1 {" Z/ S& c% r7 V# h8 r/ W
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
4 s% m0 @ I3 {) `' O. [# [9）成品要求:浸凡立水；
2 ?& H- e& @) I' _) i+ f& Z; q# B) k g
3.2.3、变压器参数：
% Z) k$ ~ |3 [6 @7 f# g* E3 E# u1 u, {( e" D. t, a
3.2.4、变压器结构示意图：
' z1 Y* B1 u; _' u1 T- d( h; t0 O2 X) w+ k, D0 W1 G: N# c" k
/ H) x+ n; \3 Z# o
04、性能测评* V) v4 o. L! v) C
6 f3 W3 Y7 P, b6 A6 w
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。 _1 B. Y7 n: y) V- O
0 J9 O8 _+ L0 \" x- ]4.1、输入特性： X+ }: k% ~! Q7 f* u; O' l2 _
4 X. q" Q: r5 X, I7 r0 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。! e' [& e9 H) j' r& K8 Y( P' C0 i, b
5 A# s: t+ y. Y( N0 X3 ~) F0 p表1 待机功耗
/ K0 ?, B+ U, W# X' Z V R' Y* `/ C; C, s. ^
表2 输出100%负载下的输入特性4 j/ F9 Q+ T7 ]
p$ X+ K B: G7 C. O' v, ~
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）$ U3 I _7 R8 r: y+ F
表4 效率测试（PCB END）, L6 T4 L) q- W
# E' ?2 `1 ]& c t: K表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
' Y, F/ q+ I' f- k# v$ R8 h
( Z2 E* V8 y, [' B( n; A( y4.2、输出特性：: W% z4 A( Q5 J8 ]# |5 Y
# }$ C" r& m; L% i7 |
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）
3 p, p8 @* B* T7 T% W2 c& D, r2 ?' X' q/ a0 ?+ b, b3 ] @
4.2.2、输出电压纹波：
$ u1 t8 k9 u- [1 A4 s" [4 d4 C) _% N9 D! ^% e# |4 Y
注：纹波及噪声在1.5M 18AWG 处测试，测试端并联0.1uF/50V 瓷片电容和10uF/50V 电解电容，带宽限制为20MHz。
9 @2 |8 @$ X+ i, V/ i
" R+ x. x! ]/ A' |
) s) ]. ~7 `5 d6 h Y( @R&N @ AC90V/60Hz,No Load
& G" i! D8 I5 B/ a8 q6 d/ ^. X; \R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
7 R4 D7 V4 z( M8 [/ z9 ]R&N @ AC264V/50Hz,No Load $ p! @; q C2 F
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load 3 H! S8 }# t* w+ \" G* u
4.3、保护功能：4 i# \6 ^+ D- d# L
9 ^# X" i! _( Q以下涉及过流保护、短路保护的测试。3 s& k" }, y6 `' X
' F/ Q: U8 k7 U4 ?, P( T( `4.3.1、过流保护及恒流特性6 } H8 A6 E9 z3 o- d& I
" K% f# R7 r. ]2 d3 z
4.3.2、短路保护：
4 x7 e( @2 m& s% W* ?
# q: k U- o" x8 x. D/ M- J1 x功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。* X+ C7 |' ~: M+ Q
+ Z9 l2 H, r4 L7 r2 I
4.3.3、过压保护测试：2 t2 D8 s( n3 O0 y3 z3 K! Y
* c' D2 `2 W$ r! C测试条件：空载短路光耦1/2 脚，监测芯片VDD 电压与输出电压。4 K; v) e+ v# I4 j" N
# e# h! D- u! Q* _8 d2 f$ }; MAC90V/60Hz OVP % o- y" ~% ^1 ~* i% y& C
AC264V/50Hz OVP
5 l9 Q$ Z9 I: Z# t( D- @4.4、系统延时时间测试：7 `0 c/ `6 w& K: G- S$ q% c
7 l7 C2 @+ u% j! @& [, n& _7 F) J- V2 T* H) G8 P
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
8 T! _$ @" L# c! Y. rTON_DELAY @ AC240V，100% Load * w0 i" c! Y" L# G# l+ m& }7 Q. x
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 2 {0 v# a+ W% `
THOLD_UP @ AC240V，100% Load 9 c2 S$ a- @2 x# w
VOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load
; d0 H6 b- g) o6 QVOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load 7 b; d2 \+ w2 m3 ?5 n+ v, z
4.5、动态测试：1 z; _7 H* O" B9 _& ?# y, c% P! E
( a0 H+ M$ m9 E# G
注：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3A/us。" Z! e- w6 P3 V0 O1 C, X% D: U8 X! Z
J; u2 z) Z. G: W; y% N' F( E# }( o) q: U8 Z$ T- H
AC90V/60Hz 5ms 8 h/ u- f+ P2 N8 ]& a
AC264V/50Hz 5ms 8 H3 y# X8 B1 ?" A) u% P! P
AC90V/60Hz 10ms
5 [5 S/ v2 \, Z) X$ q# L. ^1 HAC264V/50Hz 10ms
$ S- V# N$ a% G/ ?4 C- G4.6、其它重要波形测试：
* b7 b" o& z6 m6 j6 M! p& c' ~. H5 _1 X K4 N8 Z* c& v; G
DRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：9 h* u( }! z5 c# l4 k
* E3 q+ u* z7 v5 @9 hAC90/60Hz，100% load
/ D. P; c" C) }& t8 W5 x3 }AC115/60Hz，100% load
+ V/ D% U5 W' ^, G/ l$ D0 I3 VAC230/50Hz，100% Load # [" J6 f, E. O6 N# m: _
AC264/50Hz，100% load 6 Q5 E! p& a9 Y2 M8 a# ~9 g0 d5 s2 b
AC264/50Hz 输出短路
7 |( T) E- f/ a6 rAC264/50Hz 输出肖特基
]8 [) F$ o6 j8 n4.7、EMI 评估测试： i- S u3 c# e5 O+ A/ [0 i
5 x2 u5 l3 O8 A0 }0 E, {3 B8 a
输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；. Y$ w* A) \, {- Z
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
3 R l, ^1 t a, `& h0 x4 w4 a) Q# L3 U$ j0 t, m: O& x
AC115V/60Hz L 相 7 y: e- \. J7 p
AC115V/60Hz N 相 $ I1 x2 w. [) n; }5 {
AC230V/50Hz L 相
% v: M; p) ~2 S0 k( a' NAC230V/50Hz N 相
0 ^6 z, g! Z9 k& Y: RAC115V/60Hz 辐射 4 Y/ H% S/ u$ D b
AC230V/50Hz 辐射 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-10-28 22:51:17
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显身卡