本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑 ! ?9 k+ s. J; `1 S0 y% f
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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。3 q# H% M! Q4 w4 u- j: X
9 e! F, S% I5 s4 Z
下面我们来了解下这个应用方案。
( U& H) [2 ]7 _0 E% L
* a- K0 F( B8 L( e; e01、样机介绍
# A5 b( C6 ]7 G- {" j5 j2 q$ Y# B1 L' P, v! v; I5 q
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。
, |3 T2 d- B. U, S+ _: n& B
' @4 z9 h& |/ T1 ~8 r- P$ SCR6890A_12V3A 工程样机示意图
. z6 }/ \* D+ h- UCR6890A
' q; r! s r. u5 F. [& U2 b3 d
; G3 R: r. L/ t* T: jCR6890A 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。8 Q% l5 g% w! ]( I5 y
/ s7 F0 g" {, d% v5 {
芯片特性
, L; d6 B, c' D- [
7 j, W, [- i; d$ D8 M# S! {● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；7 N: g4 k$ h0 f7 _6 q9 v; t9 k
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
2 t! @, C" g" f● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；
2 e- n5 g/ N4 u& m● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；4 x: R4 d' l& H7 `
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；8 p3 A9 N& V/ u& G
● 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。" ?7 L( ~! }0 @' k6 k3 }
1 t- H4 F c0 b) @
基本应用
8 |- j P6 Q1 V# d/ h. Q
* g% K/ _. O1 E' K0 Y● AC/DC适配器
/ O5 Y, F5 o7 L3 U● 电视及监视器电源, C0 } O( E2 ?- S# C
● 充电器6 Y2 Q9 P' {- E4 u9 T3 m- r) n" s
● 存储设备电源
8 k( R% @3 c. n1 g9 w: @8 W) i; B) _3 Y7 M. ~
典型应用
* M' w+ f. M) f: I# m+ `4 w; S8 d$ p; V& T: c: ?$ `
$ M) S) U- |6 M9 n$ s. {4 B) e# O1 C3 ]+ T9 g0 q( ]' {
管脚排列2 o+ Q% \5 |6 X# k' s5 _2 U
: w8 [+ c7 j/ I3 I- i) H管脚描述! G' y) ]; X0 l5 A
' D* ~+ D; v6 K
* L4 j" f* j4 n2 z6 U t n; 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。
9 Q4 i( ^5 @5 `/ I9 g" v9 ?' e4 O% a/ @5 P3 h; U# u3 a( j
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。
& _1 k, O) T0 ]
6 q0 w; R7 ^$ Q" d( D: Q2 x02、样机特性
0 A% Y6 q) q* z8 @" o/ [0 b, ^4 N
1 n9 V0 F! r$ \* x1 _2 H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。
' k7 v2 I3 Y, W4 ]0 [* v2 W% w1 ~3 A/ A/ f; }( g, @- L
2.1、输入特性：
m0 Y& Z2 ?: i2 _8 I* Y
5 k/ q+ L4 L. K8 k' Y
+ t1 h. F4 h" T. \/ U7 b2.2、输出特性(PCB END)：
# z- _# o* H; F. V" `
' u6 b: H+ {( A' a# c
2 z: o. F8 a2 H. f2.3、整机参数：
0 d. Q' N& Q A' t
4 \; U+ v, G' S/ b$ J1 b) N. T I4 S* |2 e, t% N r) x4 H, x
2.4、保护功能测试：8 D3 I: e8 k. p% l$ D
! P( q2 j/ j% ~1 a
+ |" r# e& A* S$ m
2.5、工作环境：! Y4 L7 D# u" X( m9 J
u$ S( D( p/ O1 B
. i8 e7 h9 \* \% u$ ]2.6、测试仪器：
6 n2 W9 ]: I( }/ g% w5 E3 K
- Q2 ]5 o% J: x4 }9 a, j( F03、样机结构信息- S8 _4 @: L) p' [
* d% W/ c( _2 q3 \9 ?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。
: C0 t7 r3 C. M+ ]" u
$ A! s: [% k% @( J e& {3.1、电路原理图及BOM：/ u0 M$ e3 u/ q/ `1 v
4 p" i) c3 A4 e3 | X
3.1.1 原理图：# X6 S4 ~( r+ Q& M
. L2 Y( G9 P* Z
& z* \8 k8 I; Z3.1.2 元器件清单： o( u$ X {6 O
, b, L' ~1 A$ m; D T6 @0 a; u5 l3.1.3 PCB 布局&布线：
( g( K% I/ n. u: ]/ }
) t8 n7 j3 f& o2 RPCB 顶层布局&布线 ( R1 \9 R+ y* h, F5 J# q
PCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：$ k9 g' e- {0 p2 u
" w) Y% }$ {7 c5 R! ]3.2.1 电路示意图：
+ v9 p/ T- R) [0 M9 W% Z- i
" q3 C7 L# W2 B8 N- i, Z1 _; P8 r0 u# b0 s
3.2.2、规格参数：
/ i( h- e4 q/ K D) I2 d/ K
( N( V1 z* E; a1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；
1 Z! c$ g3 I6 l y0 z& w# B2）材质：TDK PC40 或同等材质；
, f; o' G* O" Z1 O, A3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；
7 E7 E& L* l4 C# L4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地1 p- B k1 I( m- h+ c0 ?* I
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
/ u' k6 k% e1 Y( a6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；% A2 f- S7 ~3 e0 t( h
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)；: i5 I" a! w: f; |1 h
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
5 W" n7 @, X" v$ U; t9）成品要求:浸凡立水；
& g' h; r9 h+ E$ n+ F& ^ R: \1 P, n! v
1 M7 W0 c# t( k/ i4 G8 f, H1 @3.2.3、变压器参数：7 D6 P* U! T7 J6 h D* e/ b
4 ^7 M, m! p$ x8 A1 K' K
3.2.4、变压器结构示意图：/ V& h/ S; { O6 m6 c% f* x! a
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04、性能测评
% f9 e: g* u r5 v9 y6 v7 C/ o' ~0 b8 ?
# }/ p* ^! J/ g- t' \6 r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。
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4.1、输入特性：
$ v: x/ P# t, j; ]( ?9 t( m1 _, E
( x" f3 P J9 S3 E3 n' k! {1 E5 B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。/ J3 X& A; w, r$ X
0 e/ l/ H$ v4 M0 f" N' X: b
表1 待机功耗
* V( A$ a: Z) @9 W6 E7 C2 b$ I R
# M I. w8 c9 ^ j8 p表2 输出100%负载下的输入特性
6 m; p, w) [1 b2 I& N8 C' F- e& I: G
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable） {+ E- p! V) ^) ~% W% t
表4 效率测试（PCB END）% U" }5 y# q0 [ ^. N
0 x" q7 Q, D% u% ]1 W表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
) @$ x3 g, h* v3 q
5 T# N; Y4 b' r4.2、输出特性：( W2 e, _ G5 \+ M, b
! L+ }: ~( B/ ]: |# h% ~) v: c
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）
8 u1 M! D) P# O8 @' c% G D3 k& t
, q7 W7 A8 H' A0 c! {8 f4.2.2、输出电压纹波：
" U& g* B9 o. X) a6 m3 l/ K7 b
$ e; U) @/ |% X: T: W* E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。
( K& Y2 X+ l0 P# ?' |6 f% C0 u8 F% t% [" Q; v7 V
4 x* }) T- X, A$ W2 A
R&N @ AC90V/60Hz,No Load 2 t- D$ g% l9 T7 W" @ r
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load ! Q2 }* U6 {, Y" T$ A
R&N @ AC264V/50Hz,No Load 5 j* F/ _' n7 W5 W7 P% D% d
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
- |) a8 g# N8 g3 D1 `* [- z4.3、保护功能：+ I/ n& N ~- B3 ~9 l5 U7 N
7 E7 E" r# L4 H! M* h以下涉及过流保护、短路保护的测试。
$ V$ p/ Y$ `8 O" Z L: u% ]9 Y$ v: t, V- O5 k( R# Z9 Q( Q# Y0 q. m% p
4.3.1、过流保护及恒流特性5 ?" m8 g$ ]+ L! P; r: s& G6 [* S! Q
|2 F, H, F% m+ K- D
4.3.2、短路保护： f0 p; }& S$ H! E% M! C
6 R, m# W: o- J) n' e3 }
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
2 w5 l8 g- V1 f2 s
6 I( H1 @+ |0 t! D' z& P4.3.3、过压保护测试：
4 m- n8 H2 b4 R1 C
6 h3 m/ w, e+ ~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。0 h1 O: @# ]" D3 k# M
, E2 M) i7 q+ v1 D# k& f$ f7 O5 O
AC90V/60Hz OVP
; b( V. X( `$ E6 D: K! t* CAC264V/50Hz OVP
" |% q8 M. {8 f3 g, F# N5 J4.4、系统延时时间测试：1 j4 B; x9 f+ m Y
. ~) q) L3 q, v9 t- V# ?/ ^# k8 X4 O% H: t; ]( E& z: V* N
TON_DELAY @ AC100V，100% Load ) H! A! ^2 U. }: t) k) @! O& W
TON_DELAY @ AC240V，100% Load / p* L% O+ V* J1 u, P
THOLD_UP @ AC100V，100% Load 7 V" i6 Q) w: `2 y9 u
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
! _: d1 I( ~0 y/ r4 @VOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load 2 q f, T2 N( J. K- o' j/ @2 w: Z
VOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load
7 L/ y% A6 j2 B' u4.5、动态测试：; B" i9 d1 ~- f( ^7 Q8 _
- {2 c4 b7 P: S0 M
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。' L# C: i3 u+ g, q. N
0 R5 P( `5 _8 f
/ h9 F) w' ]) EAC90V/60Hz 5ms 9 K/ Y, h2 P& a; F/ ^
AC264V/50Hz 5ms
& o' F( S' [- V% F# \AC90V/60Hz 10ms
) t# T5 ?$ @% W' V$ v5 |0 p$ RAC264V/50Hz 10ms . S. L1 x" F7 O0 t' a% v" u
4.6、其它重要波形测试：& J; X9 f8 x9 l% X. m) u' K1 i
: d5 K3 f+ B5 U/ q
DRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：
: A a2 f1 R9 i% G! i; o& z0 J
& |4 y O* F" }5 a" i/ S# U: y' }; }AC90/60Hz，100% load
5 q5 F% _! R7 I i( D5 R' |AC115/60Hz，100% load & I8 M- i1 r7 o3 `4 q% G# K
AC230/50Hz，100% Load 8 B, X* T7 L7 k8 b5 X4 \4 ~" K4 M [
AC264/50Hz，100% load * |0 l& U; d1 E# o3 i5 k4 c
AC264/50Hz 输出短路 ) L' R8 Z5 q& Q8 M( ?
AC264/50Hz 输出肖特基 {$ O0 L2 @& z+ `9 M" D( S
4.7、EMI 评估测试：: t2 E5 h" h+ V/ m' ~9 J+ G3 \. w
% y9 w' K% E# _7 u
输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；) j; R' M+ c8 @' V& B
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）" T6 e7 J% ]6 v4 l
- r! W. L; d& ?4 aAC115V/60Hz L 相
/ }6 V2 n; F6 B# f9 V1 wAC115V/60Hz N 相 4 J! x& G0 c" l* [ r& x, \6 R
AC230V/50Hz L 相
! s0 H; m) ~- D6 w/ `' @8 L8 b+ zAC230V/50Hz N 相 / q0 {, {: E4 ?' S
AC115V/60Hz 辐射 4 R) ? W, _$ N4 S! g9 B4 w
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