本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑
9 U6 x" I' w- B: A, ?( a
/ R, _& }, Z$ g5 _$ L& 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。, q' {9 j2 \ \! r) i- F
r% V4 x+ x2 l& T4 M+ G+ j) u
下面我们来了解下这个应用方案。
& |7 C% h9 e/ x9 L1 E6 }! p3 v. n2 ^
01、样机介绍5 |( q, G: J- l- Q& |) o0 x
4 F; \0 E. q. F
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。- Q" P+ D& t: G$ M
$ I& Z* b( Y6 l- OCR6890A_12V3A 工程样机示意图
6 w" P) G9 l+ i @( t' }CR6890A/ o! b2 \* E/ ?- I/ B6 y8 a) j/ l' ]
* a5 D Z) X9 @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。
2 w/ ]5 a% l# s4 D% H+ Z' c) G/ B: q, r* D
芯片特性7 I% q3 ]3 F& E
0 L, e) E0 v- s● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；
) r- N$ f+ C A8 U, H2 U● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
6 S3 h7 P6 [( ~# Q' e. w# N9 q8 G● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；
) a8 a! T3 v0 g- `8 F● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
! T( K2 s1 Y( m8 e) H4 j: t● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；$ u* W( k3 a$ p% U
● 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。
3 `" p" J3 x! i# J' w" Y( I6 M( n9 Q) i- h
基本应用5 p# e7 \9 C9 c s( ]. T9 U: D/ T
* k- U4 {* _0 U7 I* _& t
● AC/DC适配器
3 a8 _+ v; E3 C/ c● 电视及监视器电源
# V6 _/ s5 {3 }# S" `( }1 h● 充电器
4 ^0 }9 d& a- A% f. a● 存储设备电源
! l8 Q- d) ~5 l6 _. g' l9 h0 A8 n0 [' F& @0 A
典型应用% u2 `- ]6 u3 E0 {2 l
8 ?( ?4 @3 B+ J( E8 U/ ~
5 T! V+ x# C8 M$ w5 v7 B2 _5 h2 e4 C8 o- X* r
管脚排列
; s5 ^, O, V5 j
# q# |* q4 z P4 @: A' Y0 }管脚描述
% w3 j6 t% N2 S# J# U7 Y; l+ y% N" Y0 G6 n* [# {2 L; @! V) M
# W1 K1 C k9 ~( H5 j
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 k, `' d9 S9 U/ V
! g# M0 ?8 V9 |9 A" k# \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。
4 L# w- I- a4 s1 t0 H# Z3 a$ D; ]3 s
02、样机特性
& i' L6 A0 ?$ N: W7 H# W
6 O& X2 F! T% e+ b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。* U- P4 ~: I0 H$ Z
% G! F& w6 \4 P& S) Y* F9 C% l8 o
2.1、输入特性：& g2 ~; ~. U( E
- K# b O9 ?- W3 F
9 C) U0 @! X/ W7 z# P
2.2、输出特性(PCB END)：
' E- o# k* O2 |& t0 ]- |8 _1 @# D3 c8 o
h6 n E: X+ F' H
2.3、整机参数：0 T" e0 D1 Y' E# p* Q3 }: Z
/ X9 k8 ^0 i8 c$ x
9 J3 \4 x2 Z# I( U7 y. }9 Z
2.4、保护功能测试：4 n" @ K2 B1 ?) W8 p' Q% @. v
i9 U5 n/ y& r; ^7 a7 f
9 m$ ]$ Z* I r; H5 [0 z% F2.5、工作环境：
" _2 p( Z9 O" b C5 p3 U; }
- E. A! @3 v5 U5 _5 Y/ ?
& O' }- I* I8 b2.6、测试仪器：: q/ g* U6 P1 i) I
6 a8 I) ~3 m6 }. V
03、样机结构信息
8 G; T. Z: K6 K2 ?2 q) d
& y3 e+ H# ^. s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。: E' X& s I& J( `
/ G" B& E' [$ g8 W3.1、电路原理图及BOM：7 R- T4 n& W9 J2 r5 x5 W
' h* b' @& r! C# v, m
3.1.1 原理图：
( T _6 D/ C, Q2 s$ Y' ^0 w- g( v# x- ^* u: L6 F0 d' @
8 g5 E9 x9 u/ `. _; r3.1.2 元器件清单：8 W3 q7 H- \" X$ d! X$ |
# S }7 f* r) y, a8 f3 ^3 \- J0 ?3.1.3 PCB 布局&布线：
& j% B2 S# S, t, x4 j( t: w7 C ]. \6 S! p# {0 z) _0 ] A
PCB 顶层布局&布线 5 ]" p# H( V; r& T" p( r7 E; B; L8 N* u
PCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：
1 j+ I9 f$ `, l3 E& Q$ o
; f% q8 g, H2 S+ G3.2.1 电路示意图：* Q/ Z" t, M# |. h- z8 n6 V; I
6 B, k2 n* M' ?& b/ \+ m ?4 k: ^; S* [9 n/ t$ v
3.2.2、规格参数：
6 x; u1 b% P; s7 D8 y' c
( L) d& s! i8 J$ }2 V! c0 b1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；( @2 Q! S( v: h! S$ \, K
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
' S' C' F4 b. X ^* S: s' l: i3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；
" j L' n, r) M3 S, D$ A* J; T4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地& e9 [( Z4 {) c4 q
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
. c+ x" F4 H* W+ ?/ {3 w9 h6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；& }$ T$ x, \& [ K2 C: l# u
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)；
8 v: S" u9 d1 ^! d9 E8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；$ [ v1 E4 P0 m$ _+ k
9）成品要求:浸凡立水；4 R$ r. P9 P4 x) X) z
" K O3 D+ E0 v2 K0 [
3.2.3、变压器参数：
8 J3 r, n& W$ d/ W5 N4 J( y( n1 U- [/ N F, j& S
3.2.4、变压器结构示意图：8 @0 ]* }3 K) Q( Z& C9 p
9 d G. r% m+ ]$ n# ^6 T/ I
* Y0 S2 O; h1 P# r2 e% H6 j% R04、性能测评
2 N9 S( s4 h/ D& u4 l6 M0 @3 H
- P$ U* A" L1 U7 x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。' ]* L5 I) r( P, l
8 u/ o9 f. t1 B
4.1、输入特性： B7 S" O2 b, l
) D% l- e# V& a( t! _* `! Q
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。
8 Y. S m" w4 v" i! F. z5 c$ Y, C' G1 O7 f( c* F; H" A9 ?% l
表1 待机功耗
2 T' z2 b; D6 \4 [8 K- t0 f/ ^( Q c7 ]! p+ O- o7 o' W
表2 输出100%负载下的输入特性7 X. S& W# h0 B# f! o% e0 Q: V
# W7 v+ p' h: [( K$ L表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
; r5 d! y5 U' x+ {" C" t, ^表4 效率测试（PCB END）
1 |+ W9 L$ |! ^6 c# J& `. t9 m* }8 K" y! }. _8 B0 x; t5 v$ i4 b
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）6 a; ]4 n9 E8 z( q
: }9 Y6 t/ a( r& Y( G, x' {( A7 }4.2、输出特性：
8 J. g' a7 c$ V( e
* e: w, i" c% B: R& T' \4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）$ O$ e' Y7 z5 z- U# y
' f& C) { s4 \8 |4.2.2、输出电压纹波：7 b1 ?8 {% g9 V: L2 H9 Y
2 Q4 P& L. K% g
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。
) ~% Y2 X8 ~# _( Q4 Q( a4 x8 ~$ o1 j+ o
1 x4 d/ ]" U' `; w; j
R&N @ AC90V/60Hz,No Load
9 A+ G; {3 `+ t0 z. yR&N @ AC90V/60Hz,100% Load
$ e2 R& H) v' iR&N @ AC264V/50Hz,No Load
( }* W. }8 @9 y5 z0 AR&N @ AC264V/50Hz,100% Load : ]* b4 A" P/ F: P, ~% {4 b" e
4.3、保护功能：% L, `; d! u) `1 ]" ~$ i, y
# B' H F' \% |* a: s- v
以下涉及过流保护、短路保护的测试。/ V+ r0 W2 H% q: D# p% o
4 x+ S9 }6 `$ d+ M% k4.3.1、过流保护及恒流特性
" S" }! A \% z; {7 ~+ I2 {2 M4 _* t+ h# F- |! l
4.3.2、短路保护：
* z% a/ Y( x! ^% I
% a" d I8 Q. A& w' T/ D功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。; S6 W, j) E( v, z3 d6 s8 J
! P9 \1 X' Y$ v i( ?4.3.3、过压保护测试：
- L& G d- J5 S" y ]* Y$ B4 y3 M: ]* m
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。
( {* J' Q+ A# W/ s( a
1 C* E) I) b0 A2 _AC90V/60Hz OVP # [: U p- K, V- P3 e" S' a
AC264V/50Hz OVP
; N" Z" E2 d V) r/ Y4.4、系统延时时间测试：! [. C0 ^3 K8 t
7 l7 X! ?6 Y, X9 L9 U
, S7 B( M0 Z8 z6 j. _
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
$ C6 l% V' ]5 ?) E% kTON_DELAY @ AC240V，100% Load
! P; ]1 `8 Y) zTHOLD_UP @ AC100V，100% Load
5 M' j5 S! {$ u6 Y5 l. H$ `THOLD_UP @ AC240V，100% Load
6 ~2 \! R& Q8 @* }& nVOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load # H4 Q1 n* g% c7 q- D9 I3 R+ }, M8 {
VOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load
0 n. z0 k% s4 z. ^9 C: D- |4.5、动态测试：# {5 Y3 h6 L& l K
$ Q' O" p$ p( v7 S1 |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。
' R( I! m4 H3 K/ J6 V
) w5 M* H, a! ?, X. V+ z
& o @- _ b1 `2 Z* T2 |AC90V/60Hz 5ms
L. s, W$ ]! h5 |( dAC264V/50Hz 5ms
1 j- n: k2 H1 z. D% pAC90V/60Hz 10ms ( \% b G1 ~* p( U1 A5 R
AC264V/50Hz 10ms 1 Z, r! w! a6 t) l8 v0 U9 N4 i
4.6、其它重要波形测试：' c4 }: Z0 p7 @! T! M; J8 v: e
2 Q7 U' g7 z8 M
DRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：
6 K$ ?7 @$ q( z' Y
/ B, U( r- Y5 q+ K2 {8 fAC90/60Hz，100% load
6 ^8 f5 I F9 b' X, DAC115/60Hz，100% load
8 G* `6 z# v5 e# O! G7 cAC230/50Hz，100% Load - q; S m8 H. O# i4 b _; x
AC264/50Hz，100% load 3 r9 _/ ^5 h! H! H8 R
AC264/50Hz 输出短路 ! ?* o+ W$ u+ \
AC264/50Hz 输出肖特基 & q6 k: t; S( d4 x1 r
4.7、EMI 评估测试：
2 E$ V8 @& {" d* f4 ^- p# ^
( W# f( z8 t5 H% A- F6 L/ I% n输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；$ d* ^+ o( G% J% P
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
1 U8 G) V1 R( Z" u6 v
0 b; @4 v# H0 s5 p: jAC115V/60Hz L 相 & F7 @. ^ V' {
AC115V/60Hz N 相
8 r e: S- w8 d: T1 ~2 aAC230V/50Hz L 相 # n4 a3 a9 J, k) v4 E/ G
AC230V/50Hz N 相 ( {0 L* e; `& g
AC115V/60Hz 辐射 4 A* M ?/ S* @
AC230V/50Hz 辐射 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-10-28 22:51:17
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沉默卡
喧嚣卡
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显身卡