本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-11-24 11:45 编辑
" \7 n3 I8 j4 ]+ L
$ v! W0 Z2 r: Z+ y' }" F# s 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。
/ _ F h! a3 h2 s5 A
# ~6 ~' X8 ?* C6 T; D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。
/ Z4 E2 u0 @* D8 f) ^2 H% v5 i6 {2 Y) v' Y4 q7 c
1、样机介绍
4 E: M' }$ h/ H. x! |
f: Z+ h" \* d6 }2 Y8 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。
2 N( A! t4 d" {6 ^+ K" s. T
* T) ~4 L9 A3 T3 l/ A& c4 R- w) @. b: A7 w& F+ K4 o
CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图 CR6890A$ v4 _) F# j* x5 A) W
; m# S) b2 r# y% e& XCR6890A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。
) C& G6 v B4 S; U. j. [8 A
9 I8 ~3 o W# G0 I9 x芯片特性
; P: d0 w/ t3 L, t1 S* Q3 ~# {: |2 ^. p" G* [' q. C& _/ P
● 较低的启动电流(大约3μA)
+ G `: f9 }5 \5 f, B* g0 l; }, [: x I/ R" q X2 M F7 }+ \+ V
● 内置软启动减少MOSFET应力
2 G* P) R( Q3 H8 F: C5 b: a
; h8 x4 U- ?; n0 t$ M6 [# P● CCM+PFM+QR控制模式
6 W8 m. Z& w( t5 ?4 e
* z! C$ P9 f! l3 E: \; U● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡4 R" w! v& U" m5 k" C
e' m7 s% X- p( I. a● 内建频率抖动功能，降低EMI
, H: x; _8 ~' d/ G3 } }. I7 Y( ?! n) c' t1 ^7 G- E4 \
● 内置65kHz开关频率6 E. f" H4 s% B5 G% a! F0 u& a
9 W8 E" n. {8 ?
● 轻载降低工作频率
2 T; }0 X; K8 y0 b) \" y& E
2 } h c. ^" B6 ]/ _4 M1 u! i9 q0 E● 可编程外置过温保护
B$ y: y' G7 V# q! R% H
. O' B A# ^$ d U7 g$ K4 T● VDD过压保护和输出过压保护功能1 K7 Z# j6 ]6 g% T4 N
; K8 N! U( O) o# _' r2 ]
● 内置前沿消隐电路
( ]$ k$ V! x( E# a+ m7 E
0 z1 o2 R1 z2 }! N$ _( n( y' n● 内置输出二极管短路保护: n5 @7 T5 r! C
. V, G' p3 @; X2 r, ?1 ]8 A
● 内置过温保护4 D, D4 x7 s& }+ j- E
) t8 g2 A- z7 K! Q p* @# P● 过载保护4 t7 \9 E1 `- x" E# ~, O* E
+ k+ o/ j: S% C% N; {! {# q
● SOT23-6L封装
# l3 r3 ]) {0 A# M. n n
9 s; B3 L: r. ~% F7 o基本应用
, a6 W/ e3 {. b% |! D/ b
& ?* ^, b8 Y) V- ?( u0 _0 G! I/ o( q● AC/DC适配器
" b% U& R% H5 Q! F# h0 ^/ L
' {: P4 Z& }: {( {" k. q● 电视及监视器电源" l' t) j6 ]) R0 L( T1 b
* H7 \( ?/ U# B8 r9 J, X& Z
● 充电器
( ^2 l6 ~- W5 w+ @/ k- i, D" A0 G9 l, ^, Q0 _1 _" \. w9 W! K
● 存储设备电源
' S; x M% s( N' k' T+ C
& }$ l0 n0 S: A典型应用
. e$ ?6 |3 V* X( I6 {7 x
/ x5 d" A2 {; H& r$ R管脚排列
! }6 t: q$ y4 Z) n
# _' Q# K2 A- W3 g5 t8 K/ _- l5 m1 l% m4 p% M& n
管脚描述
( K" ?9 {5 ?( {: \5 K/ Q3 |8 rCR3012
& @3 d; j7 ]0 M+ Q1 j6 o3 q1 \7 q1 X
芯片特性：7 i3 y3 Q4 [$ c: A& F, I
4 k8 u6 U* m3 B0 y& ^4 w5 r● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；
; a7 t3 d; d. U" O4 K, K● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；- _ \! m$ z2 Z" L/ q, a T
● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
& C2 c, D% u q/ }0 G
: i' A! f5 v' k$ _, f; J" t4 B" q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。/ c6 q8 V/ s8 m* O- a9 m
" ]' A2 L+ {7 n0 @0 l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。( e9 _- s4 b; s. J$ j7 s
% E7 z2 H7 ~& J" {4 {
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。
1 v q' V3 b) _( ~3 Y* p2 m
1 |0 j) v, _* M$ D: G2 j( H: p2、样机特性
7 T$ I0 D6 F, k9 f
* v& R/ g4 C1 Z# t( B2 {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。% e! y5 O& L( R. K o& s9 Y# `
7 K) _$ F+ }2 }5 n2.1 输入特性：* }: ^; q4 K7 F
3 Z' m& J0 [ r6 q2 s% k2.2 输出特性(PCB END)：
8 @ {) a3 w. @
/ O& x: F) [3 t/ C2 Z+ E7 ~2.3 整机参数：
4 Z1 H0 a+ W$ I# c' H; p! a1 n; @& K+ u- P2 C+ Q! ^$ C
2.4 保护功能测试：! k* m" c. {$ B! ]
1 R# Y' j) d8 d, h' h2.5 工作环境：
5 G2 f* h: C; a% z
5 I3 ?5 V0 T5 c$ @6 Z: m# q6 ]! C2.6 测试仪器： F0 A% n( H$ C6 e5 v( f0 R0 W. H! O& `
& \$ c( E3 S* e m* L$ W4 |3、样机结构信息7 G& w# m/ J( F I) F% V. x% B- \5 m
/ [/ z; m* Z8 G9 s. V8 ^$ _3 E2 A
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。
; G5 o- ]+ e- m. {# ^4 x
* ?' q( Q1 K( @/ l7 r3.1 电路原理图及BOM：8 w8 L( k- {, l5 O- S, U
" U0 ^' E' F* G+ F2 J6 a3.1.1 原理图：7 Y: D% ~; X7 x3 d
/ _0 }0 |7 S' y' A4 H' m0 x" k3.1.2 元器件清单：
/ S) G. J1 x. \' K' {: @/ h3 l
' l+ q/ V# m+ u& o
) c% [/ v6 k7 w8 M3.1.3 PCB 布局&布线：7 T. U0 f8 m, R( l
0 M+ o' B2 P0 g: S
PCB 顶层布局 , t. c# w$ I# y2 Z( C
PCB 底层布局
# j+ Q) S' o$ M# `PCB 底层布线 & b; d9 D0 g1 u: C2 k, _3 w7 e
3.2 变压器绕制工艺：* r4 T, d) J- ]( `4 J( M' X
$ G" [; O8 R* a J/ E! a8 A
3.2.1 电路示意图和变压器结构图：
! V' Q5 G. @; g% v9 N* N% ~3 y4 g$ m3 z! t" i3 I; `9 m: m
2 p! L' v- G$ ~) r+ S3.2.2 规格参数：4 d+ k. C( \3 e% ^( s& ]* ?) k
9 @! o" O8 _& A1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；, J% n& D% m7 K7 w& r/ |/ a; d
2）材质：TDK PC40 或同等材质；6 E0 y+ `5 j. g6 |, J
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
4 G5 H$ Y0 p3 |5 ^% K% i4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；, Z, @ e5 M4 N) D: M2 M' C
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
( [% ]' T. w( c9 d) \6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
( B9 j5 o1 E9 C+ [/ L" S7）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）)；/ n( m A& Y E/ \9 h$ Y3 m8 c& b
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
9 j1 \+ Z; C8 ~7 ]2 n9）成品要求：浸凡立水；
3 Y6 @" U7 d/ W, E1 S9 b1 ?5 _
* g& z4 z0 Z5 b+ Z& g3.2.3 变压器参数:. ]$ i1 U# R: f$ Z7 @0 `, @
|( T; ]- h6 F; r N- U' `; {: w4、性能评测+ B+ q8 G+ b6 n( j& ^- ?' h P
3 I: e% x2 V2 S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。
6 r, @; H/ c' D0 I4 C2 f) j0 N
2 Y7 U+ h- Q, f4.1 输入特性：
N0 ], P1 B) v" m2 I5 s0 m$ M: \4 p2 F. f4 f) P1 v+ N8 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。
* t4 r/ G; a w8 M4 ]+ o2 [5 o' F
表1 待机功耗
2 \1 W3 Y+ k6 V$ O. W/ x& G9 g; D1 i# {1 Q0 ]- i* ^ s
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性( e" K! g0 b' c
/ U u9 {* _9 s! x0 s( {9 I
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）. ]6 X+ Y) `/ T
& }% O2 s0 E8 V" q0 m
表4 效率测试（PCB END）; R* @8 q; V9 E' B0 C
0 X$ t: k+ j7 ^" H表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）0 Y, Q- W5 M# E) S- d3 D5 d0 I
! Y3 K+ p% E# i" R6 w
4.2 输出特性：5 [8 T) b. I1 y \
( B0 o8 O6 N, [4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）- }6 b3 n8 O9 N& r; u
, k5 [/ Q0 ~% J- o1 ?+ G1 S- K
4.2.1 输出电压纹波：0 w( p: @9 n( F' h
* P5 l' b9 r: R ^7 k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。
$ \4 c/ I2 n( f% V. A H L9 l' `5 p
+ l) y0 m- |! s/ K. ]. NR&N @ AC90V/60Hz,No Load 4 Q4 k6 s/ `( S% p
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
) _3 b' N3 e% ?$ h0 r5 W4 YR&N @ AC264V/60Hz,No Load
' K$ i2 t+ R" B& j" VR&N @ AC264V/60Hz,100% Load 4.3 保护功能：
5 @! i! W# l. h% t& Q, L$ M5 R) H$ Z4 V1 {
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
& i' j9 z, o1 y9 A. M/ @1 T, @7 H7 y% k9 `' w6 b
4.3.1 过流保护：
) f+ |" U: k- v. @ m2 b- J# F% H% y9 t
4.3.2 短路保护：% X3 d% s7 A) g$ v
( k8 y: n" X8 x* I4 t功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
8 ?: u+ P' _. N* v. V
! o8 T& I- [4 w$ f! h' ^4.3.3 输出过压保护：! r) h) d) _5 @7 M
' Y+ k7 F# ^$ ]- I. v
短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。6 T& M2 E8 z$ e. E1 f
* A% p7 V+ d7 x* k& o115V/60HZ 过压保护VO=21.8V
1 p% \: i9 q ^5 g7 P/ ?/ X6 ~230V/50HZ 过压保护VO=21.6V
1 y# y0 D7 v) R1 _4.4 动态测试：
q" O' \/ b9 K
, y7 y, |" p. ~; O2 e6 J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)
: D. ^( E/ M0 m5 k+ C/ W9 O/ G: f
% s9 o3 \. W6 D& J' p# j6 y& k& D8 g: e
AC90V 5ms % w; C8 D1 N" @+ ?8 i1 {1 e
AC90V 10ms . U. x# t& ]3 [
AC264V 5ms , O/ j* b- }, k( ^# {( r
AC264V 10ms 4.5 系统延时时间测试：
, }6 L" w0 a7 Z( U. }8 R: n: h: t1 _; v" G. ~* n6 b# ~
; J, e" @# a" ^$ B ]0 `
TON_DELAY @ AC100V，100% Load
* F" v) X* X% S- }* R# Y0 i i5 iTON_DELAY @ AC240V，100% Load
5 K* I2 Z" U( R: _3 ]. N* rTHOLD_UP @ AC100V，100% Load
+ v! }8 w$ c8 o- n- S4 h! uTHOLD_UP @ AC240V，100% Load - f" a6 q0 A ?8 n
4.6 其它重要波形测试：
& X: i, P6 n; `$ A3 Z6 ~' K5 Z) y$ R/ s$ Z% o) K- Q
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
: Y+ o8 g+ W" ? O3 D, ?5 I& c" y0 R1 r" b7 w- Z0 J
AC90/60Hz，100% Load
/ F8 m. V O: g! Y, OAC115/60Hz，100% Load w- `! M, q3 O: x3 A+ `# R9 `1 J# a
AC230/50Hz，100% Load
) l5 b i2 J$ g; {, vAC264/50Hz，100% Load
9 T/ n& @/ q% B8 z次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）- h% |% S9 {9 f# V+ z3 {
AC90/60Hz，100% Load
! l" x' k$ b- N& O, A# U, Q' kAC115/60Hz，100% Load
- O. b) E+ T" _3 g9 }9 vAC230/50Hz，100% Load : h$ X1 G. P+ v7 s; k3 G \, z, v
AC264/50Hz，100% Load ; M2 ^/ Y5 D L$ W9 ]* f
5、EMI 评估测试 S# S9 b" X$ C2 Y$ a
. N' ?. x5 F% h
测试条件：
; E2 ?$ H: K9 e* a! u$ @; Q6 U输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
) v8 @$ v/ w; d. S r0 ^输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
6 Y3 p9 h% P# u2 ]3 ]限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）' v& \* G/ d" b; J8 }$ \
# K5 E h q( i: ~# y6 R
AC115V/60Hz 传导 L 相
; a: [4 T- @' x' _AC115V/60Hz 传导 N 相 ( Y* C' Z! x1 f1 B( p) P
AC230V/50Hz 传导 L 相
& X3 b! s' ^2 G8 E; O& s- N; x( vAC230V/50Hz 传导 N 相
9 ]8 m# r# u& L# n( }AC115V/60Hz 辐射测试 $ q3 {) {( o4 p
AC230V/50Hz 辐射测试 ! ~ o4 \" A# u) W: |
) y4 t& d* ^9 X
& B7 B* k* B, g x4 G
|
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-11-24 11:25:40
提升卡
置顶卡
沉默卡
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变色卡
显身卡