本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑 4 Q: t% e; R# H
, Z2 p; A; c1 k
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 `2 r, v5 T9 g$ `9 f
& W" c# l# I/ p7 X; R1 C# r. k下面我们来了解下这个应用方案。
' V& V4 k0 M0 u$ Q$ x) n! Y! L' v/ \! T3 j. ?
01、样机介绍
$ ]0 l+ f- i( ]" i( F/ l* [( s" R r' W8 I/ _) K; N
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。4 H. Y( v6 t/ K0 W- v
3 y! s0 @9 x+ ?. ~, X% jCR6890A_12V3A 工程样机示意图
8 q* S. x0 g) \0 p! VCR6890A; X0 G8 T4 x% a: |3 d2 W: B
2 H G6 t$ h# T, Z
CR6890A 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。1 K0 Y }* _- |
* P- ]- O5 \$ f& G& j/ R# ?+ S* X芯片特性5 ~5 Q$ Q: m3 z' E" t6 k8 S. j
( b- D8 `! f% _! N4 Q4 v9 I
● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；
* v/ w8 v. |( }( M0 y, P5 N● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
! N$ g4 M2 P, `6 Y● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；
% V/ B6 T6 H: M! u. ?3 }" z● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；) A. Z+ [7 M! q# }
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；( Y- g) _# S2 h) s% U, Y
● 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。5 Y# h8 K" p U& Y" K4 g8 f5 G* N
/ L/ G1 i7 {1 }- j/ ~: T ~! n
基本应用4 D2 Y* F9 V' W7 H" g
& ]& L/ n5 Q, ?1 l: O● AC/DC适配器. e( ]) m* k( d0 c6 a
● 电视及监视器电源
5 E# g9 G) y4 i) c% ~. \● 充电器/ ^. L/ j- k1 C6 H1 S% A- j
● 存储设备电源
+ i" R) C& a: s/ H' D
5 V+ D; V9 d; B& {典型应用3 j# G1 ?5 ^( [7 m6 v$ S8 z) O8 Z
6 c. _) }6 G: N" O9 v& T" x* f- v7 M$ e& P7 K) j
8 x8 E( o9 @9 M1 D! i管脚排列: h: u- g- d0 |( m4 _/ t3 p3 C
* d' S9 r7 Y! n" w
管脚描述. Y% {4 T4 s8 v
! h' l5 z! U8 B1 Z: y; N) y
* Y g; U# Y# ^# P: S3 @
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 \9 u2 h, n; D
5 C2 w2 E, D# o% k+ c! V3 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。
# j! i: W- {2 |( i
, L' _ I; B4 n: m- d3 _+ d6 R0 S02、样机特性* U& ?. X/ r! D
R- A9 O1 t2 ~' N, A* w
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。
, q! p% h% M" t- E& C8 V) I; n$ \9 [/ I4 `& G% y- G, G
2.1、输入特性：8 c$ Z$ Q( G/ y6 a; @% }6 r6 h. |' f
- w$ ^/ d( a+ L4 F5 l6 {
( `! V4 K2 g' Y2.2、输出特性(PCB END)：
1 p% u2 z1 F( k0 N5 t7 n' L6 q1 M2 P8 K) H7 V. \' }% W# ~/ w
2 i3 @1 ]$ u5 f5 N5 x2.3、整机参数：- Q* w* r! F# H% I6 y$ R
4 o1 Q! l t C; r
: e- Z3 t8 \9 a$ f* k6 i+ F2.4、保护功能测试：- z+ M$ U& M- M7 G
9 K) m+ H) w' u
, I$ T3 P" n H* j2 o: _2 d2.5、工作环境：# ^! T5 U" n7 [5 M
! c4 {. r$ U _7 {! [
3 L" O0 G$ } H- E, s9 c$ a2.6、测试仪器：8 Z b! m* h& Z! F _7 h
* y8 j/ Y* G$ H. \) l3 c7 N/ q0 t03、样机结构信息
* T7 P4 b' {% P) M4 W( ^3 A
- t/ o/ O; ~, ]) [$ k6 w2 W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。9 \" z- g; M9 K5 k. q* R
# o1 z7 K: F& @& X
3.1、电路原理图及BOM：* {) y: A; q* r* d X( u
: b- u4 R5 _6 {1 Q$ M
3.1.1 原理图：0 l* W/ g) z# J$ _6 T
' J; R* @4 l/ g) w6 y r
4 c& e' i q2 C" Q2 K3.1.2 元器件清单：
/ k7 I2 K4 e/ Z$ G5 d* H; \
1 j+ l, q4 _& D) j7 A- \3.1.3 PCB 布局&布线：
& _6 D, {" a0 f: e0 Z& [% X1 K& F! r$ p4 u+ O; h9 H
PCB 顶层布局&布线 $ A7 w/ p% g( T
PCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：
) k5 \& g$ v. e2 K
6 P/ Q+ E8 S& s) Q% O3.2.1 电路示意图：, {1 u" L. P6 E, G6 a3 c
% z; f0 n0 p1 O
5 ~$ p' H, V$ M; P5 d0 F$ H
3.2.2、规格参数：8 n) r3 j: m7 l' |& |0 k" ?/ W
! c5 ]' B1 H2 w; f
1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；
4 A+ `' A3 o+ M1 X, V4 S2）材质：TDK PC40 或同等材质；; {$ a4 j( O4 A9 N2 y
3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；
7 \+ `6 Q3 q" L! h8 d0 j4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
# _0 z/ _# i- S3 N% F# V' g3 Q5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；+ k: c5 \7 i, Y6 t1 c
6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；' t; Z- l, w- I1 E5 ~: ?& F
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)； `( C& s6 r/ W# l, d0 \, `, S' q
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；8 P+ Y0 ~) h" g m& r" L
9）成品要求:浸凡立水；9 R+ P2 \! K- o- `" k, B' H) @
. J8 d# D ^% I( s3.2.3、变压器参数：- G; p+ V$ L* [/ c
6 n) O; Y( c5 z' P4 u( p3.2.4、变压器结构示意图：+ V2 U Q2 d. J
0 N p0 V- c, c4 {. n$ N
' ?& |& q) x9 |( p04、性能测评. ^+ g. {: [' |% c: i) k
/ J7 U6 }3 w) i5 j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。' _6 F1 a8 _! t. u9 Z
, {! |. g1 v3 J4.1、输入特性：$ Y( [4 B' {" K, N+ J
* E: k" j% z) Z0 J7 H5 u$ e6 a, x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。
+ _# l8 x) C2 ^8 n) V$ O8 R+ R- z5 r. Z) ^( M; a& G: [
表1 待机功耗
1 W6 K6 O' M5 u( S. q/ ~9 Y0 J
' q( x2 B" r- y& h表2 输出100%负载下的输入特性. b: E, E' Q5 M& H
4 }8 `8 \/ P$ y" j2 M) q表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
7 _7 J9 X' z+ G, I表4 效率测试（PCB END）
. o* h2 n/ |' Q" O* D
( Z/ U6 S" G. J Z3 Q3 }表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
4 A- i& m$ `% W% M2 t. l B5 \' A( s$ U6 b$ V" ]8 Y* ?
4.2、输出特性：( H1 T% o( G0 m" o, Q" R
' r# q, `; L6 F0 I" @- n. Q! e
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）
# ]) d7 [' |4 D/ h) a# @* z
# v1 y* d$ `0 A2 P* E- a" r- _4.2.2、输出电压纹波：8 _. p% q) q& H& Y5 T! q" J ?+ R( W4 C0 M
6 j% z- U8 a5 L, o1 t2 W' m! ^% 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。0 F6 _ Y9 z+ @% j5 m5 y
! o4 |; {$ E" n/ y' k; e9 Y
$ w( X2 Z7 e! K; i% k& MR&N @ AC90V/60Hz,No Load # Y. v/ N! j( h+ ^% Z* @" {' k9 @
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
2 ~- D! i) J+ \! N! m) r4 }1 PR&N @ AC264V/50Hz,No Load
) W' r6 L2 i; H2 v3 ]R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
. ]. V4 `0 @3 a4.3、保护功能：
9 x5 g8 Q3 p# T/ Q! w2 x) m n0 u" u& ^4 L$ N! Z( u/ V6 t
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
! ~. j2 z( Z6 Q- U7 s4 N6 L$ X* x( T
4.3.1、过流保护及恒流特性
1 E7 }$ Q' ]; n5 ~9 E+ d% D
* k/ a' t' G$ T+ `( M; Y. {5 Z! t4.3.2、短路保护：
9 o! c; c: F$ \1 u- h0 h& l) J' x" _ M4 t; K* I2 g. F- Q
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。
6 B4 W2 @8 r q9 K/ _% `( C- L8 |2 P8 e/ E# |4 ^5 y/ s7 N
4.3.3、过压保护测试：
% o1 ?( q4 V, a- V- h' X- b6 T* r+ n' n$ b3 O8 r
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。
1 R B' u N2 V) M& `8 D% I9 Z, m7 [% P4 r
AC90V/60Hz OVP
7 H4 o8 v, }% A& u4 F( q+ y* ^AC264V/50Hz OVP
' z. L1 O* c u* q0 @4.4、系统延时时间测试：1 }# E+ r# B4 `8 F* P a' Z$ s
! S; J6 I( s' D8 u; f, P, |0 ?& |/ C4 q
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
% u" H) u7 W$ s6 x; C) YTON_DELAY @ AC240V，100% Load
0 O! k- a" }. }* sTHOLD_UP @ AC100V，100% Load
5 \- E$ N8 l/ W9 }% g6 r: |THOLD_UP @ AC240V，100% Load
+ i4 z: k) z& p5 E9 _VOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load 2 M4 ?" [9 D$ g1 ~: M9 f5 D; h1 `
VOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load
* s) v, I: Q+ I$ h( @4.5、动态测试：
: k/ J9 U! _4 p' z" H$ k: A0 N9 d: 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。, U' K7 Z S; ~- X6 f* J' U
! [; `" E0 ^$ T& t0 ^" s- f7 P, ^" s/ ?
AC90V/60Hz 5ms
, h. U# A9 E) Q, K" EAC264V/50Hz 5ms
7 W" A2 t4 a2 Z; C% v8 HAC90V/60Hz 10ms - g. ]0 p$ h9 ~$ T5 R
AC264V/50Hz 10ms $ O$ ^8 a/ e7 D* ^
4.6、其它重要波形测试：
& h" A6 }8 ?2 J" u. D0 N, e3 C# I; A: l3 T! S$ Y
DRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：
! O4 v# _& ], O' n+ \ }, V
3 ]* ` g( @) T4 ]AC90/60Hz，100% load / V& ]) ?) V$ A; y5 ^+ I( f6 z. A, W: C
AC115/60Hz，100% load
( u, G k( d* P# o8 `5 ^1 {AC230/50Hz，100% Load
' t* q! I( E% F* r' u, m8 U5 MAC264/50Hz，100% load V' M& [7 w$ J" K% y: R1 G5 X
AC264/50Hz 输出短路 5 G# i, q; O3 v# Q7 r* h9 z: ~; R
AC264/50Hz 输出肖特基
3 ^, X q D9 {! \- F- v: [4.7、EMI 评估测试：
# h/ B9 a, a; `5 Q
. A/ B- ^& d2 S; [( ^$ m+ `$ Z输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；. R8 w% f3 l9 I1 K/ e3 @
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）$ ?; e9 G3 g9 Z0 `+ ]
3 x U. G0 V9 h5 y" h F$ X! J
AC115V/60Hz L 相 3 m% p( I% K( G, b
AC115V/60Hz N 相
* {& {! E: l# Q1 @/ i( qAC230V/50Hz L 相
6 C: E/ H# M8 M' D6 ^6 uAC230V/50Hz N 相 ( [% i7 R- Z: z9 W1 p m% o l
AC115V/60Hz 辐射 & p% F* X- K+ D; j, A9 }! V
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