本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-11-24 11:45 编辑 6 y3 W } d1 ]% B( ]5 @# ]
$ U% R) L+ U& [, m: D
在之前的文章中，给大家介绍了基于本公司主推的国产芯片CR6890A 36W电源适配器方案，其中样机具有较高功率密度。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。
7 A( H2 u9 d, O( F3 o8 [ [+ r# l. r; E, z& U6 H# X6 L' w; l
接下来，要详细的讲讲另一个方案——基于本公司主推的CR6890A 65W电源适配器方案。对比上面的方案，该方案又有何不同？一起来揭晓。
& O y; Y) V; ?; m" K
" k9 C7 [7 p* T% c( U) F1、样机介绍
B B' i7 p( n0 F2 \
7 j- w8 o8 V# h# e1 \. V该报告是基于能够适用于宽输入电压范围，输出功率65W，恒压输出的电源适配器样机，PWM控制IC采用了本公司主推的CR6890A，同步整流IC为CR3012。# v0 Y& J; V& J2 |
3 l4 C: e* ]9 P8 e8 i( W$ t* U# v( K9 K/ g1 l
CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图 CR6890A
$ Q2 B; }& a7 K* R: S) W- M6 r" A1 ]3 K
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。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 l, D* M9 e; [/ N I" I
S2 P8 N7 i& O* Z芯片特性, U9 N) _/ c. x. k7 k/ p
5 M" p+ C% ^+ Y% X5 [8 h
● 较低的启动电流(大约3μA)
3 R! J! G) [, E6 {0 A$ \, Z) k3 T: ^0 J+ e, p3 [
● 内置软启动减少MOSFET应力
$ P- x6 {5 S# \# O
- I+ p# q% U6 n* K1 l4 B● CCM+PFM+QR控制模式) t& `4 l' u8 ?5 H+ a3 u$ c7 a
c& g( @. B, `8 H# ^ h% l5 p
● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
5 I6 q1 \+ J7 m( M' u* E" g* k' z- M3 y7 j/ N" J3 u1 T
● 内建频率抖动功能，降低EMI
0 g% G: ]2 l1 x0 K5 L! B/ p# Z3 L1 R2 s: }4 m' K; F
● 内置65kHz开关频率6 k2 u0 q" \2 `* X; [5 F) ~/ E
* d7 {5 n# F; F" Z3 y● 轻载降低工作频率: P. z0 z5 ]5 q1 y* J7 ^' r
9 x, \- r% S; R, k) C+ N( p! ]● 可编程外置过温保护
& S o4 x8 b4 p8 Q- z1 z; O* b. F6 G) a0 f6 `2 T: c# t
● VDD过压保护和输出过压保护功能
) \1 J4 d& _: c Z" Z- `" q! U- G. c* }0 q2 Q
● 内置前沿消隐电路- _, g7 B* L! T! A( _: C
2 A. t( J+ b. `* k7 U
● 内置输出二极管短路保护
+ L5 y3 i, q. e+ C/ Y$ ~1 Q! y& Q
● 内置过温保护% O- G' ~! U. H, q! L8 f
8 W( h6 y, \6 ]$ D2 Q, i8 t● 过载保护
. [8 R2 T0 s, d, F8 f T3 T
+ Z& q5 k& \/ ~. y! R6 v● SOT23-6L封装
7 X* V' g M( C8 }4 W4 R$ w
) Q3 o6 F. H9 Q/ W; s4 y# O/ B基本应用/ t3 i/ Z% }" x& o
, i. J1 L# v& x( J3 x: u9 h● AC/DC适配器1 |( G& g7 x+ p- I
2 p8 v( I" u2 Y3 ~● 电视及监视器电源+ e( F8 R9 d# X1 B8 Q0 N1 u# _
# J0 D9 o5 q/ B! g, ?# L4 B% J
● 充电器
; ^* B8 g1 h' M2 K: d$ {8 X: H! i8 M* u' g
● 存储设备电源+ S7 E& Q' K; l: d
4 n x- E" O: X* Y$ v G; [
典型应用
$ h& `4 c( C3 \9 u. h, l8 O( \8 E* a, Y5 F8 @+ z( a
管脚排列, [3 c# ]* w1 B2 f7 ]
2 \! U* h! }. {" p5 K5 Z( \# }8 [6 `5 r' I; n! S
管脚描述7 V1 o+ O; P j+ v( h
CR3012$ R/ y. w! C. Z% t3 X$ q2 q( H
3 Q m% Y [+ c: I8 L& l芯片特性：7 r) @4 |; G% }7 W0 n# ^
' x3 B+ G( Q( f9 L2 E
● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；+ n9 y( f# T7 t, e5 }$ E
● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
: s, c) e8 e9 ?+ {) _" S● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
5 [# h; q* j0 S
' Y7 ? G5 Y0 E样机PCBA尺寸：107*45*28mm，是一款全电压实现19V3.42A输出的电源适配器。全电压输入时平均效率>91.6%；输出接18AWG1.5米线能够满足“COC_T2”能效标准。+ B4 W: A" o5 j2 n
) v6 R6 j1 n+ g样机具有良好的动态负载能力；同时具有“软启动、QR、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。$ F! Y1 v1 s+ m/ M; h; w/ f9 z
0 _9 a9 E: b& |+ m7 `8 V
样机的变压器，采用了PQ2620磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。
- p1 B% ~) r' T c4 t0 w: Z4 W& z( _6 U
2、样机特性% Z( w& T4 b5 c7 H4 b% I- ]
9 |+ B, N. G/ r1 ^
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。( C0 e$ i2 t/ z9 C
/ ~8 V; g0 x( R, q9 v2 i- j" U) z2.1 输入特性：
; e0 j/ \+ p, Z2 c
% N3 v$ ]( |/ x) w. [/ j1 [2.2 输出特性(PCB END)： V) S1 L; m6 A8 Q# R$ Z6 |. e! h
& u* |* {4 t- {1 u' J8 t4 z2.3 整机参数：% o1 w) x- l" u8 }/ J+ }- H) A
1 ` j; H# A4 ]3 m8 E* I2.4 保护功能测试：# n9 G3 @6 T: T& o) B
$ [* |3 H3 P, T; r9 K! q$ N# ~2.5 工作环境：% {; I: H7 J' v5 Z) w# }
9 o6 x% V ]' _ x& Y; k- {
2.6 测试仪器：
" x3 r: J: L3 ^0 f3 X' B* \- b. ^
3、样机结构信息
0 O, I/ ~# b }: ~% s4 E+ Z, r% H7 v$ N, Y5 L
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。4 T* b( p$ M/ U9 T4 z g/ u n8 B
' { b$ I2 @$ w( H" m3.1 电路原理图及BOM：
4 u4 y0 h u% d8 U0 W
7 k8 h. K0 L# @, l8 C3.1.1 原理图：
& j: u2 u9 A$ M5 _& g
$ [. e# h q- W4 Q6 M% e3.1.2 元器件清单：
+ @2 |/ m. ?+ ^& @8 @1 j% S8 ]/ C6 \
q8 s2 r* X2 d1 g, D( E5 o
3.1.3 PCB 布局&布线：
# {: } Z5 k) b& \2 W& E+ g
$ b; V$ m+ M8 MPCB 顶层布局
. A2 Y a( O6 |4 i% B" z' S. p( IPCB 底层布局 & d9 ?1 I7 l0 Z \% z: C9 O! J+ B
PCB 底层布线 8 }. D3 {: {, Q% W2 ^' K" v* S! s5 J
3.2 变压器绕制工艺：
! }- X* [( M) `# C6 O& w
- }: h5 ?$ J- z4 Y5 d3.2.1 电路示意图和变压器结构图：
5 ~( \5 D% [( S
$ i9 q! w* n3 I
/ w$ P8 s# j+ o; B; `3.2.2 规格参数：
" s3 r/ T: R! x0 M; q& W
* M/ E$ m" S# x3 E1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
1 \# n S# q6 ?) V [2）材质：TDK PC40 或同等材质；* H8 |0 Q( W& ^/ `1 R' _/ w
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
* m( Q/ \4 f2 _$ R4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；8 U% q: n/ j# @, F/ Q
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；$ g g- j! P7 L2 m% ^( w j
6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
9 B) p/ r8 z+ K1 j! P/ l) E7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3 V，10kHz）)；
9 C. K/ B0 u2 y- K' b5 I9 [8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
/ p+ y. S9 t4 e; [# r9）成品要求：浸凡立水；
, K: a) ]3 x, H6 W- q# ~9 ], V2 s/ ^9 d* G0 D- A1 k
3.2.3 变压器参数:. y' ?: [, M5 S( O
* T \5 ~* J8 e! O4、性能评测
( N8 \3 R% {: z- S- f
1 N& E6 z1 B% y; i/ ?2 Z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。
* x F; ?6 m+ G1 T0 b# B; n" S" ~' |# |$ M m' y- v
4.1 输入特性：2 W8 s; q1 q# M
5 S6 M, n& D) F& a0 v$ D, i
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。 ]* i: a, ~: j# F; o ~) ^) r5 C
1 V- A* b! u% ^8 y0 x表1 待机功耗5 N" t# i' W+ z' v( E2 y6 Z
; k4 [+ M( x- L* M表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
2 z8 @2 G a5 G$ C! r0 E
1 D/ ?% K& e0 Q# B. f$ l( k4 U6 P1 \表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
5 \& E/ |* N9 x/ |: q: I' Y
+ E \8 I+ T7 z$ M) R表4 效率测试（PCB END）
9 X/ p7 _+ t A1 g9 X7 n0 t1 u @
( ?( P9 y; y& I4 y4 f( o% x表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）% h5 S1 Q. e. w! W$ f. ~! ?. `6 R
$ r* e4 p1 C, F( q) h
4.2 输出特性：! y" l7 [8 S- s) U4 {* ~2 P9 H* G
' G& N& l# n" r7 r4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）/ L" P% Y) \+ i3 o+ I( H5 q
% S5 i% w* o; h4 c4 L0 S. T. O2 s4.2.1 输出电压纹波：
6 b" k9 f7 t c p% M/ m7 ]5 q$ B, M/ v. x. F+ y
注：纹波及噪声在1.5M 18AWG 处测试，测试端并联0.1uF/50V 的瓷片电容和10uF/50V 电解电容，带宽限制为20MHz。
- ^7 u5 f8 O4 }8 e
0 h- [; X: N3 q/ F
. o% C# c: v. h$ E1 q$ B% zR&N @ AC90V/60Hz,No Load
: z: h9 I6 c& R0 ]R&N @ AC90V/60Hz,100% Load ' C2 m" r, U. p
R&N @ AC264V/60Hz,No Load & p( u0 @& u& Y$ d% | z
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load 4.3 保护功能：" W# J- z h( {. t( t- s; ]* k* [
* A! _% U. M7 k" {
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
1 C& N: @( H% H( A7 c: f, Y/ l' ~3 ^- `1 A3 d
4.3.1 过流保护：
4 B& ^7 E3 x, w' ?+ A" Z5 e' s) e
! \! l/ m* J3 y& l7 r4.3.2 短路保护：
N0 Z* A5 v. P; H# u7 ?! w( x1 t8 f% Q$ K) ? D
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
/ I7 F1 T) \" A) v4 l( J1 G& o' t( _! \8 k! i2 l7 d7 G3 {
4.3.3 输出过压保护：1 Y9 x% ]9 W: O' K
W1 j5 a$ R* r- u0 _& g9 ]短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
& N3 M7 _- D- t/ V6 a8 Q6 J7 t+ z1 R9 `% z! y+ c$ }# M0 t
115V/60HZ 过压保护VO=21.8V
2 }+ h4 V) y: R6 x230V/50HZ 过压保护VO=21.6V
& t; T7 l1 C4 f/ ?$ m+ s0 Q4.4 动态测试：
( _0 s- y2 B# U: D J. X5 |! D% N2 v3 {1 E# A% d
输出动态负载电流设置为3.42A 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。(1.5M 18AWG Cable) ?1 t/ r k; K1 j; X' o6 F4 r
; x2 N+ a6 Z4 }: h% d6 j
! y5 p1 y S: ]AC90V 5ms
4 e. l4 m8 O; H8 U. GAC90V 10ms
: A5 G( i k% v0 J1 C& {: n/ VAC264V 5ms , b z- a0 I& e' {1 Q, W* t/ J
AC264V 10ms 4.5 系统延时时间测试：/ \ n! l8 ~2 }
+ ?: h. ]. M2 C8 | d9 `0 Q
/ n6 \* X: J6 f5 b/ O6 |, C9 ^TON_DELAY @ AC100V，100% Load
; ?% w3 }9 p' a% Y: P: {. uTON_DELAY @ AC240V，100% Load 2 v2 ?: M( C0 M- `
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
/ B; J- S) d; ^/ `* V1 wTHOLD_UP @ AC240V，100% Load . C6 V' a: A. f9 W+ H
4.6 其它重要波形测试：
: V9 [9 [) Z+ Q+ B8 E" s
! p$ `7 v3 z, l! W0 _2 q7 d初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）3 }* {9 p7 ^4 k# R3 o. m* J
! ?2 R4 t" j/ DAC90/60Hz，100% Load . \% |) O: d/ i5 c8 P, i Q
AC115/60Hz，100% Load 9 ?7 c, D% l& s) {0 Z# V
AC230/50Hz，100% Load
4 `+ Y6 i0 v, C9 |0 bAC264/50Hz，100% Load # t( I% G9 K# F2 j4 J
次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）" j" F: O% x" U( d% ?
AC90/60Hz，100% Load
, b( q% i6 t) D6 @ }& i+ MAC115/60Hz，100% Load 3 R1 i( Q: D) d6 X
AC230/50Hz，100% Load : I* {. B( F V' w
AC264/50Hz，100% Load 1 x' ~6 V* S! g
5、EMI 评估测试
( S9 X& l n" M. ]8 d8 i* K% f+ m9 }, [, W7 C8 J. P
测试条件：
& U9 g/ t6 z' f* q1 y输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
3 ]/ E: S! G/ b# `+ X输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
' G$ O; P3 e1 q( G9 q. X限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）/ t, a$ ?7 I% E( u, Q5 c6 S
2 V+ h. W" \* x7 C( I8 I6 y* A PAC115V/60Hz 传导 L 相
0 ~ R) c4 }2 a4 Z' D. a+ iAC115V/60Hz 传导 N 相 : l1 l7 M3 M- u& x7 {( K0 k
AC230V/50Hz 传导 L 相 ( S; d7 |( n4 n# Y/ {7 n
AC230V/50Hz 传导 N 相 & Q! D) w7 s1 w# P9 x
AC115V/60Hz 辐射测试 : l; C- N; r4 Q9 ^9 N1 D+ O6 u0 \1 n
AC230V/50Hz 辐射测试
# o/ A9 y3 u1 L; e
+ m" ^: J& o! {( \, Y! o( ]9 F' X$ O3 ~( a3 C/ p7 F" G
|
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-11-24 11:25:40
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显身卡