本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-11-24 11:45 编辑
. v- F: g- C- s A
" C9 W5 v6 ?% A8 ?( E! R% c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。
. m# t; P% ^0 c: W+ S/ {9 d& S% @* T# o" X9 @# F, e& x
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。* z& C# _# R+ \/ I/ N$ _
/ n7 Z9 j* i# _* v& p% T: j1、样机介绍
* \* {/ ~$ b9 N% A1 b& t' a8 W: @9 S& L+ j7 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。
; T h2 ~: O, i, l8 V
5 J# _0 r. g$ I7 F5 j8 O! ?8 f+ b+ [+ S; l* N" C# p) f1 Q2 ^
CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图 CR6890A0 b. i Q( A, t7 |2 E$ D0 \0 s
* }5 T8 x8 ?9 Z- c( n+ D. RCR6890A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。3 `8 O" n. S. V* T [
7 Y9 c: `( w/ `1 j芯片特性
& e; Z9 i/ d5 h" K. H0 Y7 C. e9 B* y7 F& T
● 较低的启动电流(大约3μA)* f* |' ?. I0 g8 T# L
4 E4 z6 I# @( D, |# c● 内置软启动减少MOSFET应力
% v. T) |6 c& n5 u0 x" o
) n6 c" J, ?1 T4 s3 H● CCM+PFM+QR控制模式9 V: [5 G6 P3 x5 g( Y
- n6 M- u% G' a8 `' f) l; G" W# a● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡1 E0 h! A/ ?8 M1 s3 ~
& ^0 L/ U6 K* x/ u; {2 A% Q
● 内建频率抖动功能，降低EMI2 e) p) W6 X$ f/ w7 c) d: n
+ y3 j" Y& d8 j1 L● 内置65kHz开关频率
4 I3 n1 x9 o! K4 L6 @8 ]3 B( J* Z/ k/ q" U6 j
● 轻载降低工作频率2 _8 @) h& ]. \& t% r- ?
4 J7 K' N! Q7 F; V
● 可编程外置过温保护: B$ s# V9 @- ^" l: p: p+ t" N
& J' ^9 Q3 k) f$ b* m, |3 U● VDD过压保护和输出过压保护功能
5 |: Q/ I& G0 O; R2 s# ~
. r7 s2 j% Y% z+ e6 h● 内置前沿消隐电路# o* G- |/ N& O
( A! Y- r) w# l" b● 内置输出二极管短路保护
( b& t0 @5 x0 X! U! l4 A# k+ N2 s2 L/ @' m) [# R0 m
● 内置过温保护
% T" e$ `1 f& b2 q5 P% T! L2 W$ ]. x7 ?/ a
● 过载保护7 y0 e: q( `1 A
0 p }& T r, O7 h1 _8 R5 [● SOT23-6L封装6 N- a* x. Z! K# `4 g+ q6 b
* Y' T+ ~) Q) x9 E基本应用
- O& c0 M3 R! l5 r* b; }
3 m' m4 b# h. ?- D● AC/DC适配器: t+ f) y' E. s6 Y' O
2 ^+ c% X3 r6 r6 o2 \5 M! h
● 电视及监视器电源' r |6 {- r! a9 m$ t0 f8 n4 S
$ n1 Q; l0 R+ v5 T" w● 充电器9 Y& U) N4 ]7 H6 e( g. G* I
& x) h: U; b' q* L9 o& v1 d% `' e8 U● 存储设备电源
" `, ~9 \7 R+ Z3 i8 E2 D: @
* t, v, W$ W/ C, J- r$ w典型应用8 L$ M8 S: n B9 o
% v+ [1 u; d# T& l管脚排列
! Z- h3 ]9 Q* s& P3 }
, h) T# v7 ~. x) h3 O. ^1 I
. U0 y# E4 x" V2 K; V h8 n" t5 \管脚描述
. r7 E6 f W8 B' i2 b wCR30128 z: m( [; T' ^2 J
8 z# @2 P/ ~) {% J5 j3 f2 d# k芯片特性：
! U; \4 L8 ?6 s* l5 Q% e0 B, u/ B: V
● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；+ E. ]2 F# c) _3 i
● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
5 }6 L7 e& U7 f: z● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
+ q" _ R* d0 {( `3 ?
+ A; O9 h5 Y- z" w) `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。
( L; _- }! f5 z# O! ?$ M' z6 b
5 T$ L4 h+ w- H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。
6 y/ ?! p2 k0 j2 g ?+ P; d, E/ x1 u4 }* C
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。4 t/ D: Q/ L1 \5 l& P7 u
; d) B0 o/ W2 e9 p* Q* v u
2、样机特性. ~$ q+ l/ ^8 Z; }1 E+ T: \6 c) l
6 l4 x5 o5 {: Q4 P: M; }! D- ^
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。4 D" `+ G- M+ [$ ?# `- }$ R
- A- V- c2 b- T* k/ R1 S1 o9 @
2.1 输入特性：
( y- ]8 E, o+ ~7 y% `1 \
! E) }4 W3 H& h2.2 输出特性(PCB END)：
) g7 m* j Q% `/ k; Z+ l8 q$ L
8 L8 x; W% V; H# k3 O' K8 @! S2.3 整机参数：
3 B( P! m [1 M/ z% S. {
, u6 e8 W" @9 H4 y2.4 保护功能测试：
' x0 A: M2 p; M m- l
j% h4 J6 k& `, d2.5 工作环境：
# q# k( v9 {4 q' j! ^: L
9 D/ J( y( N& E- s3 g: q. r2.6 测试仪器：5 X, M+ j9 L0 ^' W
" v4 P# {, s) z4 [
3、样机结构信息% I# {# \) a* e/ t, c( J& N) [
" q3 m: b% V b. @& K0 S0 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。
3 h& T6 b% P& `* G# m
1 x5 o& X! h* [3.1 电路原理图及BOM：
4 a; w3 E. u! p
+ o2 W6 I8 R5 w+ x3.1.1 原理图：
5 d( h) Z" ^3 h. x0 V
# U* y' r* n8 z# R* ~' h" n- |3.1.2 元器件清单：0 f8 ~6 W! F6 d* F$ _+ p% v% d
, n* ~6 F* ~2 p# S- R: V
7 G% I r" s( r& D3.1.3 PCB 布局&布线：
+ L& t5 o9 c7 `9 l
+ f0 P+ D4 O* Y8 [3 ?4 [* U, EPCB 顶层布局 K5 U& P1 h% Y9 e
PCB 底层布局
* y: A R+ @, T$ V8 _PCB 底层布线 6 y. `7 H/ _& s
3.2 变压器绕制工艺：
( V! K( ~0 R/ x h7 X( Y5 z, S0 @& b$ s/ }
3.2.1 电路示意图和变压器结构图：2 `$ d) `" e' _: G
) ?. m" p" m8 h. R( H" ^3 r* c8 |; {# Z& \5 C' C# x+ l ^
3.2.2 规格参数：
3 Q! Y0 }: R/ w& N2 q D* p) o; M6 I' A$ C6 a2 e& V3 z
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；2 g- E3 I% _( O8 q7 S
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
0 K% e `( T$ T0 i. b1 W3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；3 X/ C1 D1 d# W) D. i+ o
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
! W* c8 X' h2 O- K/ C- k; t! R5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
! m8 E) @0 b: x: @* v* L `$ g6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）； g! g* Z: S0 g: f( W5 _* T8 p
7）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）)；7 J$ I, U4 ^8 b
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
( M* F! @, G' L, Q" O. [9）成品要求：浸凡立水；' w4 {) ?7 q* z8 ^. F& L9 r0 C
9 ~$ F& ^2 k/ v1 F8 w4 a" b
3.2.3 变压器参数:5 A1 D) B: d) E( D: j
8 n U$ X$ e9 r0 r' |/ h" w; b4、性能评测
8 ~% O" V0 ^9 U" D0 s! Q: \; k0 R5 Z* @+ H. v0 J9 p
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。
+ S1 w/ S: q) ~* }2 f/ ]( ^+ F Y- e$ }/ x( ?
4.1 输入特性：
# R! S* Q# `; e B1 R; E2 H% d H6 ~' p% G( L2 ^, c/ b% I4 u
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。$ r+ F6 U7 X, H7 x' x* ~
0 i; H' Y: H8 J, D, C1 u! ]8 I6 P; ?表1 待机功耗2 |: J8 ~1 z$ ]2 V
, o# F/ D+ N- v/ b: U" g. m表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
& R7 R6 C# I0 O5 Q* z' Q1 r ~5 _/ A; }2 t! ]1 G
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）3 s1 O F/ K0 n# W
6 e# V. P$ {, j9 i! h% E* C, ~1 h表4 效率测试（PCB END）
' K% {# X5 z, b3 Y
+ C/ Y4 m# n# S3 p8 i: U表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
' ~8 N2 y$ D) w0 G( g0 g' h! H% q0 G- {' K; m+ @" s
4.2 输出特性：$ [& ]. k K( }; q' w
8 H$ o: |1 \# e' J: \
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）' E* R: n3 L9 H% J- f
1 G# P* b# D- E5 e
4.2.1 输出电压纹波：; @2 R3 K+ n7 G) w/ T
8 R- L0 e5 `/ b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。2 j" k7 g) H- O/ a% A. H" F7 J P
Y- o+ |+ V5 P# ^8 |' G- N
- L& U# o7 R8 _6 I4 i# [% b( PR&N @ AC90V/60Hz,No Load
% ?+ ]+ ^( {! a( F( X- [R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
! V8 p8 z) B* a8 [! ?# \R&N @ AC264V/60Hz,No Load
/ }. M# v5 O nR&N @ AC264V/60Hz,100% Load 4.3 保护功能：
, R5 r* N0 m9 Z* r& n7 E! t& x
! B; J2 C. L1 M3 S9 A' P以下涉及过流保护、短路保护的测试。; t" b% ~) J2 r" t5 ?- ]
8 c ]+ _. g z
4.3.1 过流保护：+ c# f8 _1 h/ z
; P3 `& n/ `. u0 x1 f( j3 V
4.3.2 短路保护：: ~; T# y/ }% q
) b$ E' A0 _- {. \# J( q- S+ E
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。4 ?& K- q5 ] F, B* k& e8 O2 r
% Z$ p" y0 {) m/ U7 m6 ]$ |
4.3.3 输出过压保护：
# s) o4 Q9 B8 s( s3 N4 M
* ?; ?! C! H$ C: C- G短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
. ? i% l& F: e0 K f. o c& C) Y5 [2 n+ A8 B: m3 K
115V/60HZ 过压保护VO=21.8V
! |4 R/ A9 o! B a7 B7 h; {230V/50HZ 过压保护VO=21.6V
6 b; n! t2 G4 C1 @5 X4.4 动态测试：( o0 q4 P% A& E
4 l2 O4 P6 u4 j: Z/ |
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)$ E% `7 z. M! v( q9 |1 {1 v+ p
6 C; @- W9 P+ o. b0 X" |: T* W) z
7 z1 x" S& _. T; X& C# lAC90V 5ms ; y: [8 G; b5 W2 m5 ]. n/ O8 p7 M
AC90V 10ms 8 D; ?9 o& x) t/ j
AC264V 5ms
" V+ \. d7 a) |2 eAC264V 10ms 4.5 系统延时时间测试：
) v2 C) A( D7 K/ U; E" T7 w l; Q' R$ l* b8 ]) N
4 b1 I. X( O) C+ s/ m. g1 B* w5 |
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
& H6 t+ w- }6 W+ ~& ]TON_DELAY @ AC240V，100% Load 1 E6 \8 b6 x$ K! A) G/ q' v! L
THOLD_UP @ AC100V，100% Load . {1 G' ?2 \6 w* o- a
THOLD_UP @ AC240V，100% Load ! d* F4 x$ ~& P# [. B. ^9 }
4.6 其它重要波形测试：
: M/ F1 s6 p; M9 S) N' y& _* p
2 S6 Y. f* ^8 u+ W5 p( k2 x初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
5 S- y2 p2 D4 q3 i5 d( q# y
; _; G, g( A7 s5 h7 _AC90/60Hz，100% Load # f0 T$ o% a8 n4 ^& s. B( p- ?
AC115/60Hz，100% Load
1 k" m# A5 |+ ]* ZAC230/50Hz，100% Load
" p& I1 }( Y, C, K( YAC264/50Hz，100% Load : B: O& I. O2 D% f; t$ g/ ?
次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
1 G2 G: T! @6 X; i3 | l# J! y! XAC90/60Hz，100% Load , y7 o2 x+ u: v6 P% {: V3 B
AC115/60Hz，100% Load 1 i+ ]9 h# u4 g# }6 j
AC230/50Hz，100% Load 6 X4 c6 ]1 b0 |% x% z/ U
AC264/50Hz，100% Load
( W$ _, d2 \/ E e0 ^5、EMI 评估测试9 ^2 V7 [3 ?8 I8 |
* ]* Q8 V. ?: [$ `7 W
测试条件：
7 M: a: S, T5 ~9 c输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
/ s' z- v7 \3 M# `输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
( z2 T6 G% x" k- ~$ ]# W限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
7 D( m; l: P& C1 U3 ~ H A V( a
AC115V/60Hz 传导 L 相 * H7 {4 }8 k T- l
AC115V/60Hz 传导 N 相 . P1 B) K7 H1 v9 b2 x, b
AC230V/50Hz 传导 L 相 5 i- y8 s) X& _- D
AC230V/50Hz 传导 N 相
# _4 n/ c: Q& {% P; e3 pAC115V/60Hz 辐射测试 7 _6 z, J% _/ i3 C
AC230V/50Hz 辐射测试
9 Y( Z; _/ w, s( {6 e( [* B. W, A3 D; E8 G. j) m: F
# t' d4 h1 y: Y |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-11-24 11:25:40
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡