本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑
! {+ F- h: E9 d, C$ A& r1 Y e/ Y9 y0 g9 y% e h- x
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。
5 L/ s0 K% ]) r& V% p6 Q0 z& \
$ H, P) [* j2 @( ]4 k* A! X下面我们来了解下这个应用方案。 `) x5 x; f- i; z; E- M c, B5 a3 ]
% E* r+ O# i) @2 }% c
01、样机介绍' ^) X0 h+ a+ s4 r
6 H& R: W* t% s+ p( |
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。7 K) ^( F) W' o& {* t: g
3 t% C4 `# c" Q, y" C) Q7 E- Y
CR6890A_12V3A 工程样机示意图
# j; Y8 ^# E( C) j8 oCR6890A
: C2 A9 x/ |' ~8 q. ], V
8 ^% }7 \# \' D) x& U" ZCR6890A 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。
0 }( ~# J/ i5 L/ W: o6 P: a* ]! p& H9 I* d$ W1 |8 \" b+ t" |
芯片特性
# ~7 B; Y5 ]8 Z
9 i: R w1 c* n2 v9 m2 I0 h● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；
2 r! L4 Z6 l3 ?● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；3 V( q8 q5 n! Q$ y- h5 R
● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；2 _; i/ d, r# \/ j3 c
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
1 G) t! @9 T3 t6 S% t$ I● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；0 D+ o0 v' j/ z8 }3 q7 k1 a
● 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。/ C% k, q0 U; g- p
3 I2 r) J$ w2 w6 x+ b基本应用3 P, n- R) F" M$ [0 X4 q7 w) \
$ z3 S; c( d: ]( X' o$ I: S● AC/DC适配器* z3 j) ^$ o3 r8 Z" t4 i
● 电视及监视器电源, ?7 p$ |" F& r8 f
● 充电器
3 O F/ i8 e: G● 存储设备电源
7 D; J# v9 J/ y: W1 _: i5 v+ y, p) J' W5 f. k. d3 g- X7 C
典型应用
! R5 E$ E. T4 M% ^; B8 ~: r# v `$ J' c$ w* i, H
* _" Z+ i1 \, L: C1 m$ F/ T
) ]1 S1 I; ?' D, J, S管脚排列. f2 y6 q2 W! L! o5 T4 u" e; [, {; Z
2 A1 b' _+ j8 P1 x管脚描述4 V7 N7 K7 q! X @, [/ G' V
0 r7 W& s! U2 B/ r" L; v4 f
! t( ]& l8 Z& \: j- G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。
! C$ r ^2 p# l( _$ g) E7 J
2 h/ [9 M; }' |4 i5 Z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。7 Q& C8 Z/ ~) ~- S/ V Q. s
. F7 b- |+ G/ V; T# {02、样机特性
% y6 @* G: p U. U6 K
. x+ d* c1 b' P7 v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。
5 e! Z7 p* w; R/ r/ s- c" b: {& h
2.1、输入特性：
8 g& k+ r' o/ b. C1 S# X0 F" w* N! E( V6 Z% X) B1 G( P3 N
3 o$ B7 N. |( H0 S5 W6 n3 x2.2、输出特性(PCB END)：* A. X" Z0 l) d+ J2 W/ t/ I
$ [( S' D" ?7 H- }; ^
* r0 M; _; P: ^, Z
2.3、整机参数：2 n7 \* A; U* g$ B( v" u
% D l( ]7 v( z6 L P
& u$ _3 ^' V; [% p7 ^2.4、保护功能测试：
! M- U5 c# N6 W8 i" v# k
& o* y# ^& r2 y, K. }* u3 W5 }. B! b3 D& y2 q; s% K g
2.5、工作环境：
( p- N- q6 j& m* k' \) h/ l) @4 ~7 c& o6 ]
* m5 U1 z4 `* r% x G2.6、测试仪器：& i2 m. i: O9 J' p: R
/ v3 R1 w! e' r- K7 c6 {03、样机结构信息3 r, l5 N5 n9 ~6 f4 n
/ {) D/ M- `& S$ r4 G2 \1 i* k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。5 _2 A# K: ?5 v8 ^% t+ }
9 v. {9 O: E" h$ b* h3.1、电路原理图及BOM：( n4 z) c" o/ t4 g: r: @0 ?. n
9 G; z' w3 V( _4 d2 l
3.1.1 原理图：
" D3 |/ m3 B, ^* T& h) n# o/ U5 g [* D+ c9 Y. [& u
9 l, ~5 z% R" K' `3.1.2 元器件清单：
. `4 z2 o6 c/ i) v) m V w; o0 _ S+ p& R9 ^
3.1.3 PCB 布局&布线：9 U9 C" l' o9 z1 q. n# V
% j6 {- z, t. P. e/ v* z, ePCB 顶层布局&布线
0 ^6 ~8 j' k+ I) EPCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：
+ \& p5 A2 J8 P# g6 H( E# o' b) u1 \2 s9 ]% J; _2 b
3.2.1 电路示意图：# H7 |- u' K/ K! ]; B8 M
+ m* }4 v% p. E* G3 P0 I* @; S* n' ~: A1 H: ]0 r9 B& |$ t
3.2.2、规格参数：
# I6 y; O* B& `% i/ Q% G6 t1 J+ U# t) K0 M" a4 i1 v& K$ M
1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；* g# ~2 r x0 ]' [4 t8 H
2）材质：TDK PC40 或同等材质；' S9 Z% K; d& Q. U/ x4 R2 D
3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；* s( R* u& M$ l% ?& L4 k1 u
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地5 g0 w0 k0 N5 c
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
3 e# R5 x: y* A9 F6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；' W$ R* _, m/ P
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)；9 k( _# H- p* i4 L
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；( @4 P; C# [" H, }
9）成品要求:浸凡立水；
4 [5 U$ C& c$ ~4 d' S; \6 _! T6 |* x1 T# `- o: Q
3.2.3、变压器参数：
3 M* F- a- p& l% f) F7 l( {8 [ c3 \
3.2.4、变压器结构示意图：2 u' s0 J. {" @ f
3 \5 q x6 s. |9 ~: ?$ d7 F/ ?. O& S+ @4 U# r/ Q" Y7 @. _
04、性能测评
* f# L7 W' J2 u1 @# u" @! x
- o% U. z" g( {, _ 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。) g4 l; \5 [) |8 b. e
- y9 J5 `7 c3 [* ]
4.1、输入特性：
9 R1 J5 F) J2 G* ~7 Y+ ^/ i w6 E/ G, |
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。1 Q: A- S+ Z; t! j
. M" ^9 w2 ?$ L! [3 p$ @表1 待机功耗2 S/ _0 y9 `9 l: F
5 O4 j }" K1 r7 Q, b8 q6 t
表2 输出100%负载下的输入特性
H/ Q+ R f: d6 t* S& J+ D3 x+ h: Z. j6 k9 M9 S+ `- j/ C3 l) ?) Q
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）1 U! |2 F$ `% Y4 c2 @* j4 k
表4 效率测试（PCB END）5 |$ W- O3 k6 O# o. }
8 n# v& I/ |9 d: o+ o
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
. y; l1 C2 W0 [$ i# h' A! h ~4 x, r; `; Y' ^7 w: q
4.2、输出特性：' Z$ w* `( m$ }' o4 g
3 k' ^* J- p; \+ b7 [# Y4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）
6 E* e# m G9 ?( Z& \
9 z; `- w0 J' b7 o) t4.2.2、输出电压纹波：
+ q& G' j% Z, C% N' Z( ?! C
0 L3 B7 A: v( L; q* a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。
# ?. s! Y0 i& Z' L9 j" N0 o( M V! w; ^8 ~" r0 q0 O9 W$ \. e
. n7 a+ x4 Z; C5 U- ~7 n4 F+ sR&N @ AC90V/60Hz,No Load
& r# q" a: d4 ~+ X7 x# uR&N @ AC90V/60Hz,100% Load + f$ _3 U2 A) p/ u
R&N @ AC264V/50Hz,No Load
4 D6 |4 l4 Y2 v: JR&N @ AC264V/50Hz,100% Load / f& {; q/ H7 X* M1 \2 z
4.3、保护功能：
3 D+ f" K H; p, [; ?
! i8 Z0 z: c* h4 v2 }2 o以下涉及过流保护、短路保护的测试。
3 [* h/ h# O5 {6 i+ b; z9 f5 E5 j# W! ^6 L
4.3.1、过流保护及恒流特性3 s' \8 @' y; h8 @) k* t, H
' M2 Y2 Q I* r1 E0 ~
4.3.2、短路保护：( ~5 Q Y- v' ^! J
+ C- P. d6 [: ]. T+ [. x功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。1 `9 k" e' ?8 m+ s2 m
' c9 [) x" B% `! b/ I( S0 U
4.3.3、过压保护测试：: i8 a* U4 e2 A. i7 _0 L
* n& ? V+ z/ |3 n. m9 _$ `
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。# u9 W1 N. A7 T. b/ [+ h
* n! B& k" |5 _& D- ]' h' e
AC90V/60Hz OVP ; ~" \0 G% h- B2 ~! m$ G1 d
AC264V/50Hz OVP
5 r% j2 h5 q5 D5 ]* q4.4、系统延时时间测试：, k1 A u0 e& {& u8 d
; z6 e. s. _1 S, y/ u3 r; Z# B
' D2 q Y8 Q: O6 d* @TON_DELAY @ AC100V，100% Load 6 s8 C, o% r) r% }( I4 z( D! T4 Q3 ?
TON_DELAY @ AC240V，100% Load $ p7 ]+ _! o# `5 {8 k# O6 K
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
% x. @, Z+ L% ATHOLD_UP @ AC240V，100% Load
b3 v6 s2 R3 IVOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load % n# U9 t* n8 r* t
VOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load " G" ~7 c/ w* H8 M: _) D
4.5、动态测试：
* {7 l' z3 b0 g5 {3 { T2 i: v* n+ r J! L$ l5 s J* j
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。
! @- v) p3 l. u5 W% A5 d2 {" @4 ~( V4 ^" L5 F, A) M% s! r
+ { M! ^/ \/ r0 C* D0 cAC90V/60Hz 5ms ! N! ?$ s+ v+ Q- U5 u. F$ F& T
AC264V/50Hz 5ms
0 p6 z# p4 z% ~AC90V/60Hz 10ms
/ p1 Y$ m9 m- P' M2 V. }8 e: gAC264V/50Hz 10ms ) G- _8 D# H7 O
4.6、其它重要波形测试：
# z# q5 `( X1 L& [
5 \4 K; e: _; `1 m# JDRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：; j1 g' _5 `( z0 X1 a( U; I" l
+ Z) i' J# i8 ~; _ GAC90/60Hz，100% load k4 V7 H; R4 ]/ m; e
AC115/60Hz，100% load 8 {( J [' r4 @9 \, W3 ^
AC230/50Hz，100% Load
( {1 l1 }" d( j0 f" a2 R, U: hAC264/50Hz，100% load & T e! T; P- L/ N
AC264/50Hz 输出短路
$ r0 C# }8 F! i& s" o9 d% V3 I$ ]7 WAC264/50Hz 输出肖特基 ' p4 ^1 W% ]5 u: Y$ ]# @- p8 N
4.7、EMI 评估测试：+ ]. X& H6 k6 l$ u7 O
1 Z V% B+ }- d输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻； ^- l0 ?, y% B% u
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
9 a# \2 y+ O1 a# \9 y! W9 Q, V( G/ C% J! I. J: ?
AC115V/60Hz L 相
# i4 r2 C; j) ~AC115V/60Hz N 相
4 a: ?" r9 V, A' ?AC230V/50Hz L 相
2 ^( M, s" w2 m: N" G& KAC230V/50Hz N 相
, D _! Z) d0 CAC115V/60Hz 辐射 + `; J1 C( J- ], s& q
AC230V/50Hz 辐射 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-10-28 22:51:17
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡