本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑 % p o' v- d. d+ g, x9 o
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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 B' y' r* _3 R! ?% f
# f% k/ X2 s0 e0 H" H$ S4 j: F! B下面我们来了解下这个应用方案。: m1 L1 e, O0 C; S( F* Y. k
* L' e5 X1 j0 w! e9 j8 a# H
01、样机介绍
% [- ]9 _/ P; |; T0 o/ k* |* c4 ^7 h5 \, a$ X
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。
) T0 X \$ F6 k0 h x) l- O1 ?$ \; Y
CR6890A_12V3A 工程样机示意图 $ f6 F& K( ~" X+ F8 V5 m/ _
CR6890A! z* w5 j! s" s* c" x& p
P; l7 t* v/ k( 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。$ J* a# o* g. g- V3 a6 T6 Q# o
1 _8 z3 \+ q, ^) L+ i( a芯片特性$ C) p& I- O# B
- p& \! l; \3 E+ u1 m
● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；% \4 r# ~; i8 n |
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
. o S& c) q1 V6 F+ B● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；
* u$ b! g8 \3 P' B' R8 }& T7 s● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
( x# A5 A" Y4 |2 O● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；
, \/ T# i' W% J, f3 T/ Z● 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。: q8 y+ w6 c7 u$ U
. |- g" `- n% Y1 ?1 j# p4 T l) X' W
基本应用+ G: K: N2 \' M% n Z
- j+ c9 h. d9 z5 A8 ]2 A* P● AC/DC适配器2 U5 F+ V. T, F o) y
● 电视及监视器电源
- b( {# F) w' s1 y● 充电器) o! `8 \$ C- W# ^" N$ V
● 存储设备电源
& A, {) I- ]+ y. _3 X; g7 I' v# T, Y, a
典型应用% P& P7 U m$ ?* t
+ l) b* i& W: \% `3 h, t, ?1 p& \! j1 G$ d
3 [) E+ X& Z2 Y2 |/ n; m, ? j
管脚排列1 r' L* Q# w1 Q' |
1 Z3 o/ K0 H6 f, ~' Q1 |管脚描述' B+ \* @0 K) E* v! n, E) I
) b+ V1 r. H% _# E6 _7 N! v
5 R3 X1 n4 w! ]7 K6 p# D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。
; F. m9 p4 S9 Z. R% C( i2 k
3 W; U. s* {1 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。. ~' h) c6 L% |7 w) B* D2 u- F
; ?9 z3 V6 p) Y) L- q02、样机特性
! ~8 G4 }: ?* b, ?# r0 X9 e
2 t+ y$ w' \$ K: n& K+ a! r) f. J7 f, 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。1 N% R6 B& ?, e
1 S3 t- a S0 @" m1 [
2.1、输入特性：/ B' a/ f* B" p4 K- E4 M" r- X
2 K5 o! ]' ^4 |: E6 u! `9 u
0 @8 D. N' R2 q% g
2.2、输出特性(PCB END)：- |5 A) g# U3 z( j: d1 _$ H
3 _5 |5 W7 ]8 y1 v: ~
8 ]# r7 r6 y! X9 b2.3、整机参数：7 F& Q/ L J9 v5 }! {
% u% f- E$ F1 A1 f5 P. ~7 w7 L5 b" C3 R5 ~# I* o8 q$ p
2.4、保护功能测试：
: Z U \. k- u0 t3 S$ y1 x" _/ _* b
2 `( n' e; M1 Q1 E! [2.5、工作环境：/ S2 [; s) v. c6 U- C! |
. |; E2 B& v- v# m# ^' W: j
& w) \$ K4 P, b2.6、测试仪器：3 `: J. n2 C) k: C
! @6 W2 ]2 f# r3 w& }' v
03、样机结构信息
6 H) }* i7 m9 t3 }% g3 } M- \* H E1 }4 ]5 d. 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。( Z1 s* f3 u5 \3 M1 \5 X# F$ v
/ Z; @7 t1 V9 K3.1、电路原理图及BOM：
5 F% n. \# q3 Z9 i& c
! _$ k( W( G, B7 F' G3 W) i% j" }3.1.1 原理图：2 ~) ` z% b+ U; ^ `
0 |) t$ J8 {, W i5 r' p( r" k, \ a/ J/ @( l- U
3.1.2 元器件清单：$ H8 N# l1 x; R
$ P) f V' K2 {2 I: ^3.1.3 PCB 布局&布线：
9 i$ {8 w, Q/ E; d: y6 y
+ J! w$ `$ E! d9 t: k1 h3 M3 nPCB 顶层布局&布线 8 r& R6 T/ u3 H! z) ]" I
PCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：
L n4 E+ E4 s5 p z6 i+ W9 v6 S
3.2.1 电路示意图：0 F9 W" f, P; c/ M1 f+ {; R+ j( x
9 y [2 `0 c# P$ W9 a: w- A1 d, ^
1 D+ j) K: [7 y! L3.2.2、规格参数：
. `& _) |/ `8 c$ f6 `
: j2 r N$ k) u' a l1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；" Q2 W& X0 h S( a4 C2 F' }: u
2）材质：TDK PC40 或同等材质；& {* n/ q2 R) r7 r( Z
3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；3 `: H9 I9 @& `4 y u
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地 }( f: x4 f0 x3 A; A
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质； J% f5 h4 Q1 G% g9 @
6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；) h. H0 ~ q g1 m# \( c
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)；0 N: N" i; T: D) v7 e( B
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；
+ I# u: G! f/ F8 U/ @8 }9）成品要求:浸凡立水；
3 Q3 L3 d. J) ]* |; S& S% p3 t+ q3 S
9 a" g; u, I: T0 z1 S$ Q, k3.2.3、变压器参数：: S w2 j H9 t0 i4 q, w
m6 B; S0 Q4 M, r
3.2.4、变压器结构示意图：
M [; M% O, p# I% f8 J% S7 |/ a0 {! K$ W6 v( ^- w
( F8 U1 ]$ `# D0 d( E) j04、性能测评
' u% U: c+ {! A. o# W- a4 }
1 E6 s3 G0 e1 t: m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。/ @8 A& f P9 f) U, z
" g" Z& c* R( d, T0 j% l1 g# B( H% N
4.1、输入特性：4 E { v* X* `) G/ u
- B4 F: k' X* w- a; 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。
. C& N$ J: Q; z3 a6 o2 F! i3 a: z1 P7 a
表1 待机功耗
- v7 p# Z3 E" y8 P) ~6 V* B
0 i& h# U5 b# K# |表2 输出100%负载下的输入特性
/ A$ d5 n. l3 x. s, J% j9 @, s8 P: y3 T
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）7 s% j( Z1 {$ \
表4 效率测试（PCB END）5 @& |, I" x8 c3 P+ N: B
2 ?% {+ W+ p4 O: n6 @$ a
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
. j$ {& P! B7 j5 n F* X O6 v7 ?$ f! y" K7 ^4 ]+ N1 V+ h4 G
4.2、输出特性：
/ J3 @: F0 w( g# @' w5 q6 w6 W4 R3 u) N% m
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）( l3 _" e9 Y7 n b" v& D( z
/ ^9 t% S, R. r: [' x4.2.2、输出电压纹波：, Y! U0 ~5 Q v8 M- A0 N
; O2 n. w9 L( A( \' w! `
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。3 ]& L8 E% ^+ a3 }# @+ ]% y3 f
( C5 Y( O" J- l8 p
6 Z4 _; Z' O1 w8 rR&N @ AC90V/60Hz,No Load
5 }& ^/ p. b8 f9 K" C9 i; P' FR&N @ AC90V/60Hz,100% Load
, ^: i8 O& f+ W, C9 s. ER&N @ AC264V/50Hz,No Load 4 _) D# L9 p$ I0 w7 J6 m; m+ e+ g
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
+ ?0 F0 E7 p8 H. a4.3、保护功能：3 Q8 K3 P4 `0 P: r0 g
L* [' d9 }) J8 s+ c
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
2 M* o: p, `3 b1 K: n; u3 @7 v( V* L* k5 u
4.3.1、过流保护及恒流特性% ?7 V o. T- x+ t
) t$ o1 w8 V& C0 w
4.3.2、短路保护：+ J8 b% @; k( h8 V. O7 s2 B
( H6 I2 E6 h1 J4 b/ H
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。1 R N' r+ Y- X, ?9 O7 e
$ f0 s. ~5 n; j% ~ t2 d- E
4.3.3、过压保护测试：
6 \' L; p! P$ h! y4 m3 }8 i8 f$ r: ~0 p; j7 @
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 D; G& h" g; |/ K. ]6 i1 l, h9 i. t2 ^$ P& ^5 W, G
AC90V/60Hz OVP ' x8 W8 h4 o6 k
AC264V/50Hz OVP . R! j* X1 Y& `
4.4、系统延时时间测试：! A1 I: @8 d/ Q. E
0 c: I/ A2 m+ }# }% A. R" o, e" G$ z7 t* i. V, l! u
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
7 G1 W* J _1 [) z! BTON_DELAY @ AC240V，100% Load % V. q& @ Z3 i) N( h0 [1 A
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
/ L, G" c1 X4 }" ~" oTHOLD_UP @ AC240V，100% Load
9 c; V9 r6 r( o7 HVOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load 0 }' B+ B3 y: q/ ]# k
VOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load 6 `9 X4 n- B0 N# w
4.5、动态测试：
d0 S# ~: J8 |) Q! f& E4 t& w H0 v' ^) o7 [+ [% k
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 N2 O0 E2 ^! h# Z2 ]
. }/ M8 w% l* X x& q! k( K
8 H7 C) G# d4 z1 F% tAC90V/60Hz 5ms
! R* P' c; A, K0 a9 O/ CAC264V/50Hz 5ms Y$ C. y- \4 A( j" ^% S1 a
AC90V/60Hz 10ms
& Y" [7 }! {+ C, i7 y& KAC264V/50Hz 10ms
' |3 m4 w& R* q" w4.6、其它重要波形测试：
3 L; q% E/ `$ ?$ W# f! M6 w" o) a' ]1 t4 v( t v9 I$ S m
DRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：/ ?8 T/ c; h- l, d- k1 i, Q
3 }2 Y4 D: H% k! EAC90/60Hz，100% load + g8 V e/ A' }7 c
AC115/60Hz，100% load : A6 J4 d2 Q+ F. z" S# I( q7 O& b
AC230/50Hz，100% Load " i3 c2 U/ }+ K; K1 n' S& F1 j* f5 X
AC264/50Hz，100% load 2 o. t. H+ X2 c7 @3 `
AC264/50Hz 输出短路 H2 o# z& t: W! }& ]& H- |
AC264/50Hz 输出肖特基 ( l0 O! ]$ P: X- I0 G
4.7、EMI 评估测试：
8 F' o% \$ Q9 L
# O$ R# }2 L' b输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；0 J# G5 M$ F1 U: ?* t0 K1 k% X+ p
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
6 J; F! ^7 E0 m9 p( v$ e4 t V0 R* b1 S9 t8 c5 W7 o
AC115V/60Hz L 相 % I( c0 i% x; q+ S6 c
AC115V/60Hz N 相 ; @) Y/ D! H% _* Y& o8 f
AC230V/50Hz L 相 7 t! L3 r& _1 |* i$ p
AC230V/50Hz N 相 # N$ Q) L K" ~7 D$ h. P
AC115V/60Hz 辐射
, v# o! s/ d) ]' [! ?# q j& ~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