本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑
8 K3 P, K! |; T% H
]6 A. `6 D3 d% _7 Q. E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。
. s* y/ i E% Y8 C6 f& w1 L. c$ _" I& y4 z$ m: t/ E) u
下面我们来了解下这个应用方案。
$ P/ W: |) ^/ Q3 p4 n( N$ H- k: N4 F+ N) W( K/ A% \
01、样机介绍
9 ?, u n; T. u: h3 K; t w7 h7 x- 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。) e, n: u. ^- d1 Y+ J- w
" v' f. o' g( M+ X: ?
CR6890A_12V3A 工程样机示意图
9 R/ L' B4 X6 R* R2 dCR6890A
@0 b( g3 m7 E( W$ W7 L* m! H Q8 B! _% l1 A! C5 Y
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。- u* L2 Z4 }# T ?3 }6 A
5 |& a" z1 Z! T. r, @芯片特性
8 @- I, _) f* u* I# D& d. C" t% N1 V9 x( {, I1 j. q
● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；
1 _+ z! T4 E3 f1 |6 W● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
# B! Z/ Y ?% U# T' V, C0 S● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；
' T$ R8 _$ D2 P7 k8 ^" C: j7 S# @● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
) N* x w2 } T" I. R: b9 o6 w● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；
* e" ^( q7 ?% K3 Y5 p( ]3 {● 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。4 j: ^/ l. h, ?6 g" X% I" H
% ` }) V, Z4 }基本应用" e5 A' U9 m$ Q; D7 i1 e
: i+ A8 \8 N8 {* l6 Z7 \4 R" u● AC/DC适配器6 b) P8 m6 D7 s2 m. @
● 电视及监视器电源
- V0 X: I- E, Z9 o1 H● 充电器
; l# o! f% `/ I1 x6 \! J● 存储设备电源
% D3 |. x) h' [: c2 T2 R
J& I6 A/ y. {典型应用 K9 q9 ^' m" G1 D. d
, W' {. Z0 P7 C2 q, A
) u$ W O, F4 w- m% ]" X9 f7 J5 ~$ C# }+ o$ @/ ^
管脚排列7 J' {( S. ?* V: z( V. r3 R- v
) }, |; i2 ] j- G! k1 u管脚描述
4 [" N, T+ ^4 n, F; z0 Q2 ?% |* Z1 f$ d2 o
: M/ u0 H" _ U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。
8 s" u) i8 K" l l. L
7 n% r o, G3 R H& |4 @# ~, _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。
* K% _ N7 y/ |! ^1 d
$ g7 _& D/ `9 C' a0 i' I02、样机特性
' Q$ i6 r( Y0 t
. V! r2 u0 C5 @! i$ n/ M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。5 j N( }, T A- E+ i- ]
8 M/ P/ ^. d& [+ ~2.1、输入特性：
3 O/ q* u7 [' z! r* x: b1 B! ~) B& X5 [3 R
% _" e3 o1 x0 u2.2、输出特性(PCB END)：
% Y: e! [( F' ~! e; D
4 c, `+ \. r/ N9 i$ [
3 h: [; a$ m" L( L/ K5 o8 o/ t2.3、整机参数：
# e2 w U5 o D/ s! B
1 }* R2 E3 V6 s8 g% T6 O
2 ~6 z( ~5 o" F/ H7 ~2.4、保护功能测试：
2 v6 o* N [" Y) `" r* E1 _/ h" Y; X
, ~7 v9 Q) O3 t( s" ~% g9 z2.5、工作环境：( a" [1 ~ S: x& M
4 |( h8 X& ]+ o# D$ ^! b. {, j8 [; k' D: Q: Q
2.6、测试仪器：& x% q1 q- P- {0 c+ H0 E# v
7 }' q/ ?1 s1 ?& }7 H9 u
03、样机结构信息. {8 u4 f- i. S7 N# m+ t
% {5 E+ z. K( Z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。
% T' n8 W o9 e S& E
6 j$ V! }5 c5 \ E) I2 i3.1、电路原理图及BOM：
: w- p5 e5 M! I# Y
( X3 { q: x, {5 q3 r+ O4 `" J3.1.1 原理图：( A5 v# Q- Y9 L# X% w) x8 t4 }/ v
( H6 b' X0 j( I* y7 y
: R/ m' C# i( U- {6 E v3.1.2 元器件清单： D }: {5 i4 U$ U
0 t0 n& y$ o5 Q% D' m
3.1.3 PCB 布局&布线：8 x4 q9 w, x5 @0 p
% `: |, F4 }, I, @* z1 O) nPCB 顶层布局&布线 1 G$ p' w, S6 ~. k M& z, }% e
PCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：
1 H1 e* g+ S0 s4 ?2 \
" L) s- O. z7 S" F+ F6 {3.2.1 电路示意图：
1 q" x. z- n4 N5 p% t& k1 r+ {4 W. T1 A4 j8 g- T4 ~" o
- I2 z7 X! d6 c: k+ {" m3.2.2、规格参数：3 ^8 n" U* r3 U4 s1 E# k& F
: w5 J- G3 C/ @' K8 F) L4 s4 d8 l
1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；; P( k5 P7 i l! H
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
8 i) S7 n& X; J# u# ?3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；
- B9 ]' i' A9 o$ Z# H4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地
/ `7 x# x! ]& }: D5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；3 ]4 d& Z! w6 W9 w1 y. g
6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；9 N( K! [2 l9 \4 j _" t3 E
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 s h- Q" e4 t2 w8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；% x# ~4 z. B, B2 D
9）成品要求:浸凡立水；
2 N4 A# j$ {# s6 ?' W4 t+ h% N: G' w. C, C: {
3.2.3、变压器参数：3 o/ q& D% _4 P3 i: ^, Q" Y4 [
% ?) i- \- P9 x. }# N3.2.4、变压器结构示意图：$ g5 u1 i* u6 Z* `
: C6 g2 n; U% p7 h. G% P
3 y, [0 y/ _- A
04、性能测评
& E3 y/ H8 M8 n+ R
' Y0 { n) e( j( M# Z: q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。
, e8 e8 p; D; h! {6 q& I- f2 a4 Z! _8 O! C; r0 Z+ [
4.1、输入特性：7 z' ]$ O) A, W8 R6 Z1 J
5 Y5 c, e: p* a- K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。) E* P. Y/ k x d- |& j; A6 W2 S) t
5 }0 H" K8 X- h$ z* g" f) C
表1 待机功耗8 E* v2 ^. |5 L3 M! C
$ u9 E8 K, y9 r( Y. J( }表2 输出100%负载下的输入特性
; i( Y3 C1 o9 o$ r, g8 i* @
. b$ }: M2 E! o1 ^7 ?; P5 P3 @表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）6 f* a) b- R, a% w# @5 [
表4 效率测试（PCB END）
* r: a9 j: t4 E& \$ q- e9 d; {& ~$ t4 s. q* {7 X, u7 s9 E9 K) `
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
4 W# ^; W; j' y) B& w- N, o# p
2 F7 L. m" E; _& l$ p+ s4.2、输出特性：1 W; w# g4 I9 R( F5 F) B3 V+ J
! A+ o) t3 V! u; h
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）1 G7 l( s8 r) `
: y$ S9 u" Y5 [6 J- |. I% s0 ~+ V4.2.2、输出电压纹波：
/ T: i' J+ v0 A( Z$ _7 Q
) v) ]) l) z' K$ F, U) d8 l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。+ ?7 k% n, A, K/ A! |- Q
* H: g5 k; C( n
& Q' ]% T5 ~: b0 [: OR&N @ AC90V/60Hz,No Load 0 h( H' e% e8 A* h2 g# | l
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
" l5 |) q: |$ j% h# JR&N @ AC264V/50Hz,No Load + G$ M! i$ \) j7 B4 b& L
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load ; `2 {+ L! C0 |$ ?7 X
4.3、保护功能：% r f: ?. f& v- ]( j2 C5 }+ U
- O0 Q% h4 \$ ^, \0 d- s
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
9 P. U- X5 p7 E9 P h+ x5 {
. ]: P3 v' H* c5 ~: o- z# E, i4.3.1、过流保护及恒流特性
" B$ Y, \+ G, @& s4 A. ~0 G, F
/ m6 r6 W. J( p+ V' A& B4.3.2、短路保护：
% K( g( n% @- J7 z) w g
* j, F4 I$ c+ p2 \! T! W) G, z功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。+ E8 O2 P! y s" I
% C9 S7 K: ? G }: q+ Q
4.3.3、过压保护测试：
, v2 C5 X5 }( q' d1 ]0 U' g; E$ O* g: M# ^) {5 t. d
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。, O, o; C5 U6 u( \9 P% u: x( ]
- S" U$ P' w: ], a9 i3 @- zAC90V/60Hz OVP
- ~; m3 ?1 D+ R+ H* H1 g; R) Q2 FAC264V/50Hz OVP
, J- T) O5 ?' c' n4.4、系统延时时间测试：# D+ T& ^4 e) p( ~5 i! k
. u: t+ b0 G. C, j1 ]5 X$ ?9 Y* i$ e: k$ H+ I8 y
TON_DELAY @ AC100V，100% Load " \+ Q) c3 z* E, f) E
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 6 A: Y4 `+ v) R1 o7 _
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
K% D! i9 ?7 S& qTHOLD_UP @ AC240V，100% Load
- `. X7 i! n! EVOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load
0 Z6 C) o& s9 b# _VOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load ( x* Z2 s' X; T. Q
4.5、动态测试：
. }+ Z( d# K1 S3 `: i% @; M' L9 a, S* e3 m( |" P
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。
( n0 k, t/ E; [9 a S4 W$ }! a: E. b. q2 j% w
9 K8 e3 \2 Y# x% ~AC90V/60Hz 5ms
( b* G) u5 r# ?5 sAC264V/50Hz 5ms 6 E7 p. x1 n" b% h, }
AC90V/60Hz 10ms
5 k4 h9 C, p: O4 _ d8 `4 T5 CAC264V/50Hz 10ms - R7 v6 K* T, j7 S1 w
4.6、其它重要波形测试：
9 D( I6 C l/ Z) Y& K
. G5 b" ~+ k( rDRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：% c* P$ U( q- ?. q( e# |) P
9 K1 G# a) Y! n+ B# _7 CAC90/60Hz，100% load " o1 @ F$ e" F6 c& z
AC115/60Hz，100% load
: r5 P7 i' Z" u1 rAC230/50Hz，100% Load " r( n% \; o' x1 ^9 s
AC264/50Hz，100% load
/ |! b* G# d+ i) h* D% u, _AC264/50Hz 输出短路 9 l3 d; Y; _* C- F M a
AC264/50Hz 输出肖特基
2 X! b3 X% ~9 K3 ` b A4.7、EMI 评估测试：+ I/ ^/ v* a8 y2 w9 B/ @: E, E s- D
/ y) `5 E) e/ x* C: @$ y! O7 r
输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；
H: }3 Y" ]7 v6 H T限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
4 E/ e! D @( \2 B5 m9 l
2 z2 q6 W" }9 @* C& Q" a& M2 ^+ P- tAC115V/60Hz L 相
' u! W0 @: f2 B* ` o6 S9 jAC115V/60Hz N 相
o9 Z+ W/ d* S1 AAC230V/50Hz L 相
; { d1 s; V) p0 t& ~2 ^5 w8 i- FAC230V/50Hz N 相 % O- ^5 z+ I) h( X0 V
AC115V/60Hz 辐射 % V& I5 k& Q8 j. X
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