本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑
- A A9 \% m3 p4 ~, S/ \6 O" ?& ~; K6 F$ h4 k- i% c
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。" s2 s6 }" c1 C6 r- M4 G) A
6 i' v& Z7 {% Q) I- k下面我们来了解下这个应用方案。3 H, E# Q6 |" |3 p$ r
4 D% C6 ^- b, d$ H @# T01、样机介绍
7 h3 ~! N N! e5 P: |) n, i" v H
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。) m7 p6 e3 m( f6 X! I I
' T; p: C/ |& ECR6890A_12V3A 工程样机示意图
' u8 R% \; ?5 jCR6890A1 d/ U+ @; k; i7 U. s8 y4 u
$ i7 C- v+ N7 I. lCR6890A 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。. ^* U# c& L9 D: H
/ T/ V3 G' M( U7 c1 U: `- l. w芯片特性
" H/ R3 U# ?5 F. ]6 i1 x' s4 B8 F- ~8 }8 v: U3 }
● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；0 P& ~) c! X, `; u: v$ v6 D
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；2 w/ s' r1 G7 D; o5 ~
● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；9 J3 v- u0 y# h) P( V4 e
● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；* @) v! t/ ~3 u0 N8 W8 a# }5 K
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；
7 b% C% M( u: U9 b● 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。* s4 [. W5 Q& G& [; @
* ]+ G6 M# g4 \- J% I. p% h
基本应用% u6 V3 V) n- J( F3 Y4 s& Z# y. G; i! |
+ V! X' ~# y. \, p; |( j; B● AC/DC适配器
) K# H4 N& B& Q% U● 电视及监视器电源# w% _, [6 Z: K9 e! F8 E$ K; T' }. r
● 充电器5 r, C% A7 E) P1 p8 [) W& B
● 存储设备电源
- W5 u( |8 l& ?. R
9 W8 v+ U! \8 J* s* x# B典型应用
. r+ |6 M1 D3 w6 `6 j- u9 f- T4 o* S( D- i$ Q. r$ y5 _
4 W( B# f( D- ? C
' [3 E( T" p' r$ `管脚排列
. d0 C1 F% R7 [) e, W5 [9 B z
, q q8 Z) C$ Q管脚描述0 S$ R; O4 {9 P. T9 Z) U$ s
: }& I& e1 O; r1 @8 N6 X- x, A' d) ?6 G# P0 W8 w- \+ } y$ b
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。7 D- f( g# g$ `/ e/ V. k' M
8 ?7 S1 v! z* @, O
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。
+ G2 p) L9 \) ^, H/ w: \. g4 `$ u1 v, ]: {. K" `: i
02、样机特性
: ~0 x: z7 h9 n& ? M; E+ t- U: }$ _8 F) q& _! u$ p$ N3 U O* d, D
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。. w4 P2 ]) D h4 B: Z( @" M7 H
2 Y5 v% ^9 J2 Q; ?5 `, s
2.1、输入特性：
" L+ {& i [2 P9 a$ N7 S' d" Q
" O$ [4 ?# j9 N3 I
: B4 Q, l' X N3 m7 w% ?$ @2.2、输出特性(PCB END)：
1 r2 j2 }+ z* U% n4 t: e9 P. V" y7 q M9 w1 E- P/ E
( z6 o, Q# i+ k* D) X% I
2.3、整机参数：
$ v( z' d! q! K$ J) L) Y- b; r: U" {( u6 M! T
) i$ |3 i5 K6 A) h" l1 V
2.4、保护功能测试：
! f$ X) U0 i( Z3 Z' x( K G- F! m7 y) {
# H y' {2 N z* V% B2.5、工作环境：
6 |4 R( {" P6 {- H$ B# H6 w
6 q! T3 \2 d) u4 _8 R" M2 F$ R! J5 G4 v4 Z6 H
2.6、测试仪器：$ O5 x$ g# J" Z6 i3 Q0 N
7 ~# n ^& L: M* e% a5 I
03、样机结构信息2 |$ N: J/ n9 e: s4 L
% q/ e3 N, I1 `' J8 y% m' 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。- o5 Y; }) G$ \5 o9 D$ S8 ?/ U
' l" o" }: N, B! M& |3.1、电路原理图及BOM：' C- F* m( ?. x6 k0 ~3 l
+ w: ?. ^, ^ D9 L! q) B# q3.1.1 原理图：
' q8 \* C, ~; D( x4 L. U% G5 m n( O' H x5 ]& D. R7 U
/ V; S) k6 {6 G
3.1.2 元器件清单：0 P: D) n" O; _, f
/ N k7 U: D! x3.1.3 PCB 布局&布线：. M& G2 t4 _, @6 Y' X' [
( _/ \( e: s# XPCB 顶层布局&布线
; k: m0 |! Q1 U) m) m# HPCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：1 f' l' ~ V/ x# k6 A
: O- X! V) h6 n# e; r8 b; f& u1 Y3.2.1 电路示意图：/ O$ \6 v7 K3 b# n
0 X7 Q' W! ]: q0 v( h- B
0 i+ R5 l* R5 H& d/ T3.2.2、规格参数：' \( Y6 y C) \1 }5 U! P
; s% @( P8 H" U4 u8 e+ Z
1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；" B0 z* k( m, H+ }. f
2）材质：TDK PC40 或同等材质；) X' {& H# C0 \0 T& {! j2 r
3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；
3 t0 o6 L6 W' E2 P; {' ]. c4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地' D! I, O+ R! {
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；2 U3 M7 s6 t: [; k( e
6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；8 @. X# g3 S* N
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)；- @: _* r# v1 E' A
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；& w+ `5 q# u& B7 o$ Z* r8 j9 |
9）成品要求:浸凡立水；
$ b% B! D( K. M, ]
& `+ `# e; h# g7 r! S! Z( n3.2.3、变压器参数：* S( O4 O# c0 f- j; x
* g! z. H- Q2 U, I) V/ h3.2.4、变压器结构示意图：" |% s/ _) n+ b' S! ]
: r5 q8 s0 ~ I2 k( G4 R8 ~# L& Y4 w/ x/ F
04、性能测评& D2 p0 A" S6 R% e" x# u! ?
$ C% P r' a9 e$ q% 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。: |% w- b% Z7 Q! k
4 z$ C4 D) X8 N2 g; H0 k
4.1、输入特性：$ ?) F* x, X' D5 F" U# M* P
6 {$ o$ ]9 j& ~% E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。! [, F9 z* k( K. j. q
9 Z3 }" o9 ?: s' E: r* i1 S表1 待机功耗
, Y# w( _) @# b7 T9 r4 a! ]; y- A" c8 t7 M! |
表2 输出100%负载下的输入特性0 @# a$ G: n ^
3 W3 _* @* x* Q% G表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）" [* I5 k2 B8 d2 l9 m9 |
表4 效率测试（PCB END）
, f9 v9 n0 m. U2 M# b3 f% V1 m D* n3 P& y/ A% L( d" A: M% b
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
0 Q$ l& y) ?" ?8 M
3 `" {* W0 `# }& v C, a0 \# L4.2、输出特性：" q/ ^/ r3 b6 j& m9 B3 m! }
$ w( R# m; }1 X1 a
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）
7 I% J1 {" r( s# m0 q* ]4 K3 G' U# i# \9 h' U5 T$ D
4.2.2、输出电压纹波：
E5 D' C, V3 N1 O5 U' A6 ^: F: ^; k5 ?! H; [* x' I) N
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。" K5 A* k! J: d$ z( }' k
0 K/ |( l+ q0 R0 }
' U9 q a! P$ `( Q6 Q& M
R&N @ AC90V/60Hz,No Load " T% c) M8 ]$ M9 Q
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
2 f/ N, ?7 k& C0 `" Z9 [R&N @ AC264V/50Hz,No Load
" F# i% `" d: @' U1 m9 {R&N @ AC264V/50Hz,100% Load - l% q( w% b: a$ e! K' c& e* t
4.3、保护功能：5 m$ e! x( J, E4 }7 E
/ F$ d* M8 j) u* i以下涉及过流保护、短路保护的测试。5 j" F* z; S }6 Y2 s! J m1 o
3 F/ k5 I! |0 w! i: |
4.3.1、过流保护及恒流特性+ z+ r3 w9 i8 v8 \! y' Q5 H) P
* b$ R' V' @- C0 G4 l. J4 s; d. ~
4.3.2、短路保护：
6 g+ V% u6 r0 H7 ~: f! G* p3 T& F4 ]8 e
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
: j3 j! g8 \5 f, ^4 K( N4 `! g: k; b$ l$ x
4.3.3、过压保护测试：& P, X* Z& m4 s. s
0 W( I* Z. e1 n% Y. a' ^- t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。' C' S- \6 |2 V" @. D" F
" {! h% F; T$ b S8 }; xAC90V/60Hz OVP
) W& Y4 z9 g5 [% W; j8 Y& m9 zAC264V/50Hz OVP 2 {4 }0 X" d/ | D% n/ E& _$ l: Q# F& Q
4.4、系统延时时间测试：4 R6 H% h9 e/ O2 K- _
. `* J7 ?* \. H$ m- E6 ?! }+ z" M, R/ X4 X5 u8 U
TON_DELAY @ AC100V，100% Load i. s$ q8 B; c I: L- Z. m# K
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 1 D2 l3 r$ s- H4 ^" X' W& ]( ]
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
! x4 L g9 T* I& d3 x! sTHOLD_UP @ AC240V，100% Load 9 K8 x8 f( c4 R l8 |2 Q% N0 d# ?
VOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load
# `! X: t) Y& ~0 Y0 @/ dVOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load ; ^$ U& y1 P5 ~) L
4.5、动态测试：6 N4 n9 p l/ C K* e$ U. }
2 T9 I8 T% ~7 n+ R! \/ ^* 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。5 k. H! E* H4 P P3 F
: ^$ t8 K. n8 n
4 L) b8 D* v! Y! Z! Y% vAC90V/60Hz 5ms 0 U/ \4 C7 [5 r. r4 @- A Z, [
AC264V/50Hz 5ms ! P6 U1 B) v3 _: P% K6 E$ k7 R
AC90V/60Hz 10ms 8 d8 k v! H. f0 P8 p- }8 Z. o* `9 D
AC264V/50Hz 10ms 8 z9 @8 G- F5 x5 {" J
4.6、其它重要波形测试：
! m9 T4 d5 b1 O1 k$ ^( M
* V! J/ I$ P. {8 ]6 x3 ?DRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：
" |3 t1 v0 S7 }* N9 l3 V
+ o: V: w2 s9 @4 U' `; _$ ^AC90/60Hz，100% load 8 N- W8 z& T3 \2 u/ k1 I
AC115/60Hz，100% load
5 z) O% z# R& j' i( _1 e7 J3 V0 eAC230/50Hz，100% Load
4 S. B8 o, _" t- j! [- |AC264/50Hz，100% load
+ P7 z0 F( y' M* ~6 P: KAC264/50Hz 输出短路
: R& A5 q6 T" \: v: KAC264/50Hz 输出肖特基 - R9 {: F9 m& R N3 [' S( z
4.7、EMI 评估测试：. a4 j& c4 q3 G1 b# l& w& A
9 i) @8 j, K3 C8 e8 @/ H) F
输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；. t" |8 u/ b" F% f' `
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）5 s6 V1 k5 V; m( @5 `
) _, R+ k2 h6 m( V2 m# M+ j- R
AC115V/60Hz L 相
4 N! l$ `9 r# \4 g! f) qAC115V/60Hz N 相
' g! n( B5 Q1 r5 S7 d, N% CAC230V/50Hz L 相 ) b: Z: V0 c0 i, B5 i* C
AC230V/50Hz N 相
+ D5 _; ^& J- W% gAC115V/60Hz 辐射 7 t' N) P$ m0 W7 C
AC230V/50Hz 辐射 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-10-28 22:51:17
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变色卡
显身卡