本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-11-24 11:45 编辑
) E# R% ]" ?8 V( v- s& c( v
% V( `9 L9 u! n4 l- l9 }! _/ E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。
- h7 z* C; a1 P; p( p' {$ t( M# o. ~7 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。
) a) B+ t3 z' l( D4 h; m) W3 T# `! a: ]4 {4 ?5 o' ^
1、样机介绍$ M, @& {% @$ X* \5 p4 ]8 v
6 n4 x Q+ R( r5 ]$ `0 [# K1 t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。
" i3 e+ @$ b `- E' @8 a$ Z Q) o7 r$ Q8 W/ w; p
0 {' H+ J( U7 @ B) TCR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图 CR6890A
( _! I5 X+ r/ j! g6 @4 N
9 ~6 I3 g* g- V% c! W: TCR6890A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。
/ R5 o: A1 e0 {9 t8 ^! N' w1 K( Z6 P% ^, }) S$ V
芯片特性
4 @8 E) o; I% R( J6 \ d; h0 G# i, T* U: V4 _7 f" v4 Q
● 较低的启动电流(大约3μA)
, t$ G6 i( \+ D5 |" S9 `& e8 R4 k* D( }9 x/ M! [
● 内置软启动减少MOSFET应力 `4 C, _6 C3 Y/ W6 O
, F# m1 a3 m# u9 R
● CCM+PFM+QR控制模式) w1 z; A( y/ l
# r6 F& h) M1 s% J# k● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
) S' N( q% z T; d6 q4 z
+ {5 r$ Y4 O. p) X9 z' o) v● 内建频率抖动功能，降低EMI
/ g0 N# _$ \, \7 v Y( z( w) }3 T$ M' t9 f, k, }5 C9 i
● 内置65kHz开关频率 s8 J% a( i- A2 x# N) ~2 `8 y6 Y" o4 m
K% X! F7 q* y( S0 C. [8 v
● 轻载降低工作频率
8 M1 b8 g# Q$ [3 L3 s0 [/ F
, h( L0 u) [8 L: I- G8 i● 可编程外置过温保护
: M- b$ ?$ E' f Z
' P8 ?* W& W, O2 |: P& }● VDD过压保护和输出过压保护功能
" W% K. J0 Z2 {. q; l/ _1 Z) B$ c- e2 n$ r
● 内置前沿消隐电路
3 D! ^6 R ~: U! N" B) p: b3 u# g! o6 h% o# z- x/ G& s2 g( D% ]" P
● 内置输出二极管短路保护
5 O7 ~& L: u4 W8 Z+ s, F
! v5 u+ x9 R5 s' \0 w5 j- g● 内置过温保护
+ `9 y2 u+ H9 C' j) u8 K- ?. S0 ]$ o& F4 A/ o' G
● 过载保护# G- Y% ~: Z2 W( K6 T6 n
7 }- i) x3 S! |3 s5 ]● SOT23-6L封装7 D; r) q2 _. ^ ^# I* h
- q" U- j1 ^: ?% p
基本应用) B/ j# ~! L# v. C' H
/ `/ N8 ?8 a# t4 v( l● AC/DC适配器6 c5 C& f, I# z: h$ r
: P6 t" e7 J2 T. S: `' G
● 电视及监视器电源1 G! q( M! J4 m% u5 R$ |6 w
1 w0 g0 u- p8 u4 f& A4 k, ?● 充电器" d* ?0 D+ M, h0 w# O
8 o8 W6 M% _+ _0 d0 D
● 存储设备电源; S) H! Q& r8 w+ Z
# l% @, a* p+ [2 }典型应用
, [7 {& x2 f! t1 w' P* s. L) R! [, F4 E% i7 a3 C/ v. O
管脚排列( W0 N- t5 {0 \6 S( z y$ {. s
1 F% `0 `/ T2 |! l$ k+ [
0 t: v$ w$ u# a1 f& E: H# |4 m3 [1 X管脚描述5 ]. D9 o7 ]) ?5 q& g1 }+ B( |) k
CR3012' K: y0 d" H0 v& Q9 F4 S' I+ X3 B
) K2 M) V+ @% g
芯片特性：- {* J& y8 v1 s( i, E/ }; p
9 K0 g, p, t( |. T
● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；* M! b5 i( D7 E+ S) Y+ T' S0 }- i
● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
: y& \" w7 P) s# f3 {/ s● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。+ M V2 Y! i1 B1 M! m* P7 G
: V# n3 D/ I' \) ^7 b3 F2 q* A8 ~* 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。2 X+ g& `# X. l0 K% F
# j7 P9 {9 Y( X w+ P
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。
# G3 S3 C1 ~, l5 I' B# p0 z% @( f' M) O, ]7 k1 W
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 ]5 s! `& ^8 r2 i' ]
. ? Q4 B9 D3 G8 C3 r; A1 T/ _# Y2、样机特性
9 @* U o- r" T
* j: E% _& j/ X& S9 {8 n+ Q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。. m5 \( {1 r0 a! V- m( h. A
. `0 U& T8 A/ g
2.1 输入特性：
! e0 t. [, x) {" [7 @
% V; ^" e/ `0 L& G: B) A2.2 输出特性(PCB END)：
# F' o- g# @: C4 G4 S3 j- g. |4 v D: |) z' c- w- e
2.3 整机参数：
+ h6 q7 w" T G+ Q/ |, Q0 A0 M1 m5 @
2.4 保护功能测试：
$ Z' q; q4 n7 p$ k- {9 _% |8 W# M
2.5 工作环境：. {$ ^7 m4 |" J9 I
, l/ o) s! A6 G* {& X% a: S. {: ]+ j
2.6 测试仪器：
/ n* w. v/ }3 X8 V+ h. f! i; Y3 d5 X1 O
3、样机结构信息6 W+ h9 l+ H" W
. M9 D) s5 Q; \. S8 ?0 }, [
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。9 J. D& e0 X7 {
" k7 @6 Y G' T3 a) m4 F3.1 电路原理图及BOM：) V, d4 o2 t. r5 ~+ `% h
; B' A4 o7 |+ f; g( E
3.1.1 原理图：- E/ a# j5 @1 c* _2 A( I
/ J+ m4 |) b% J( P3.1.2 元器件清单：# K+ I# p3 b9 S0 I' Z3 J$ }# T
* C) Y8 d+ x" W6 F2 j
+ J j0 E' S" N! f2 ^4 t1 ]
3.1.3 PCB 布局&布线：
; y- {+ P; [6 J# t! `& N9 D! u
0 q. }3 u; m! PPCB 顶层布局
- `( K: A- q% R; l/ _: pPCB 底层布局 ( u+ |6 e& A, y7 M2 B. J$ g
PCB 底层布线 + ~* q; o9 o/ p3 z& J
3.2 变压器绕制工艺：
; p7 O7 e% w( b) @4 ]5 m) b4 e
x" Z5 t- a/ I- H3.2.1 电路示意图和变压器结构图：( k# f' ?. x& T5 @# S4 I
) |1 N$ i7 p+ V. O
) y8 g: P- P( b/ b9 [
3.2.2 规格参数：6 n4 t: [& p+ O9 ^4 o2 K0 o0 D, H
- w% ]+ L. r3 u
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；. ?" m2 ^) n8 F8 ~0 Z4 `! X
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
, L- [+ H2 L E, x% T0 W" g0 s3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；& K3 U! i0 h# {; H" Y
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
% g) j/ v' s) }; I4 H5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
% \* l& X2 h' x* c6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；1 s! Z/ w! o/ k! D7 C+ ]. d4 a
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）)；
/ z9 R9 [7 e; W" [3 X8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
" {3 O- k# l' }3 u2 D9）成品要求：浸凡立水；
5 z$ J/ t+ D9 O X7 i Q4 ?+ p4 \ B2 v
3.2.3 变压器参数:
0 r' p5 L! P+ Q; t" m
; H! _5 N) a @/ h% {. h ]4 A' q4、性能评测
7 D& S! }8 s. E$ A' K% g7 B2 x5 ]9 b
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。
: F% {" }# w! _; F/ F" _) r; L3 ?: i' |2 a
4.1 输入特性：) K: p1 n, F4 `9 L* o& b
7 z/ X1 C. \$ i- S% Q) V
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。
5 A; a$ u$ \' _. [( U/ w" u: j& D" R1 C( ^ H6 K& i I
表1 待机功耗
6 P, L( H% ^' n* c0 J
: R3 ?9 Y, M3 ~( e表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性& v$ p s" J k$ K/ k% V
$ n3 x8 t) }3 A" q
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）5 _0 y7 C7 b$ @: A$ y
* A6 G/ s: N6 D表4 效率测试（PCB END）0 E; q- ]3 Z% e2 f
. |8 W D) _7 e: @1 z2 d% H
表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
# Y0 C! x+ u* C8 c
2 g# M" d G9 f* d: L8 U5 Y. ~4.2 输出特性：
' k0 H! q! Z5 y7 X3 i) q
0 O: W9 N6 B" m& x6 Z/ s% Z4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ） v; I: f2 f! n
# ]1 U, R# F; s
4.2.1 输出电压纹波：% T7 D/ E: H" k3 H7 x
( I G( q5 h7 }
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。
- B* p3 V) ^0 q4 s5 T( m6 c6 p$ n) H6 P* ^2 R
: K( M" R/ A* s jR&N @ AC90V/60Hz,No Load 6 m6 b0 H9 J+ i) a
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
H; m" ~9 P" O( m9 ]8 CR&N @ AC264V/60Hz,No Load & ?8 J8 p' j" p# K( h+ O' f
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load 4.3 保护功能：
. H/ E6 F0 ^5 a- ~* `* c6 B* v+ L, `( q+ }- u
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
" p% R3 ^6 b' v+ }+ g
' C; s8 v$ D1 G" \' c5 m( e7 e4.3.1 过流保护：
/ ~" l: y4 J; ~
5 z4 o0 d$ h& ?. P4.3.2 短路保护：
3 b1 f+ A' j. [# [8 ?* k/ O. Q( g) e ^6 q. A9 C! Y& t
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。; t* Q: R: s" @3 ]& O
) ?* ?, q6 m7 N- o
4.3.3 输出过压保护：
2 z Z6 J+ {- D* z" f7 o4 `* R% ], X& }" {( S- P$ S
短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
$ x+ O; K6 `0 o" y2 r& |/ b! s h, V4 `! W: p$ M
115V/60HZ 过压保护VO=21.8V * E% [. S3 T1 L/ N' h
230V/50HZ 过压保护VO=21.6V 5 r. h$ E: h: I) T
4.4 动态测试：. |8 g! @3 `1 `0 c9 R
0 s7 Q/ B) I2 n8 _5 F* T( @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)/ q ~4 n1 e2 @" G% _+ x* {
8 O+ T" Y& }& Q. y
2 Y, Y! [8 T( W( P: n8 K- vAC90V 5ms # r- f, d T. @) x( R
AC90V 10ms & m& J* I* ?1 P1 @. H( I1 h9 }+ n5 D
AC264V 5ms
! D: q; h2 h# JAC264V 10ms 4.5 系统延时时间测试：
. X3 o; N9 h$ K, h
* ?% e a: O, g9 I4 ?, _6 G; B; g: E. c6 L" x9 w; K' j
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
! u' w x( M- N8 dTON_DELAY @ AC240V，100% Load
3 W7 z3 `3 r1 p s T, uTHOLD_UP @ AC100V，100% Load
$ V- n2 L1 p! A2 L7 ]THOLD_UP @ AC240V，100% Load
I: ^. u, @; t% F( \; H( a4.6 其它重要波形测试：
/ M" Z' l }' S5 z! K1 }& x7 B
x, |$ _$ y$ W! b# A2 \" [( a! Y初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）' f0 x% D6 v( i
! F: a4 w& A1 \# Y" H6 W! y* BAC90/60Hz，100% Load 3 E3 w4 q2 ?# s W
AC115/60Hz，100% Load : t) a& \8 E) {4 L1 k4 h3 U
AC230/50Hz，100% Load 3 h2 F5 H5 J9 B) x" J; s
AC264/50Hz，100% Load & s/ H# M F, v! I( o- J: x
次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）$ D- F! ~" }$ k; {' @1 h1 c) d2 a
AC90/60Hz，100% Load : _1 q" j# d2 I
AC115/60Hz，100% Load - s! L+ s7 o2 o) g5 y [
AC230/50Hz，100% Load ( B3 o# ^: W; j
AC264/50Hz，100% Load
( V' f, S0 ]0 L: }) c5、EMI 评估测试
1 Y+ J0 j. |1 f. @# C2 O( m+ B! l8 S4 o/ U, s* C
测试条件：# m2 ?4 Y$ N0 y# C
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
# E$ N+ {1 \4 h& J8 h3 f, ^输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
& T9 H2 B; N% v, L$ \) p2 f限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
4 G! ~) v+ {0 G( `/ I1 V
7 V6 ]# Z5 t. V" i( u, `. M$ gAC115V/60Hz 传导 L 相
! c) F; Z9 R- s9 V; {AC115V/60Hz 传导 N 相 , ^$ x( s/ M& l) ~- v b6 s
AC230V/50Hz 传导 L 相
3 T& t5 f+ G0 _! D+ J5 W. h) _) KAC230V/50Hz 传导 N 相 ; X% U' a( P5 `( x. A2 v$ {6 P
AC115V/60Hz 辐射测试 7 H. b1 v$ Y( \* y1 @2 a5 Y
AC230V/50Hz 辐射测试
+ l" M H: w9 {6 m; l/ e/ T8 y
+ p8 l6 b: I" d; m; Y+ h
7 \" R1 v% D/ e8 u |
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