本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-11-24 11:45 编辑
c8 B9 ^& A ?- l% t+ c0 @& z* g( Q: E( p/ R" R, }
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。
% @6 h* ?% W& j0 I/ s+ x
9 `5 d5 z& g) G- o. c4 I" 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。
, H( e& ^5 g" j4 [) A, l3 `- G0 I& i% Y% H1 O: c }
1、样机介绍+ W# q6 `+ R6 e3 j
1 g0 H3 E/ | v4 c9 _
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 R, B1 k" ~* F9 c- L( [& T
- N% Z" K- K3 _9 }- g! Q
0 O" s0 _: M8 \CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图 CR6890A
4 E- m1 I3 `# v: G% G$ N. U+ N8 ]+ J5 ^+ }
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。
" m* J3 o% Y' p, a K Q9 \' B9 j) t8 E! u6 m$ H: d2 q
芯片特性
2 u" i9 M% q/ i+ G! r' h; G {( C0 b3 U0 a8 v! k' }( B
● 较低的启动电流(大约3μA)- F7 {: }9 y9 B0 l+ M) b6 k
5 I1 \6 d2 J0 L
● 内置软启动减少MOSFET应力
" c2 ^) _6 \2 l3 ]) i% `
% k2 H5 ~; F' R8 w- V: v● CCM+PFM+QR控制模式
. f, P. c% V: l% `7 _' o. f0 B4 H% E4 y: H) e3 K' B2 X1 P
● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡7 c2 n; K8 v$ X* h/ _* R
0 ?# L+ s% a, T. Q, y5 k% m
● 内建频率抖动功能，降低EMI# w2 K$ E3 N2 i* B( _' W! U; P
1 v" h( `% ~2 i, ~* o' r1 E
● 内置65kHz开关频率
8 y2 F2 D. C' Y/ W! c9 l( c7 H! C! d) T9 s$ D- {' b% }
● 轻载降低工作频率# C( e+ n& u( R9 w
* E. |: r1 [) y% m7 B+ H● 可编程外置过温保护
f' g4 M0 N/ d9 t% K0 I% }1 P0 n8 k+ @, a& n
● VDD过压保护和输出过压保护功能
1 B* Q3 b& o( N* V, m3 s
+ u; y- H9 s) r6 c● 内置前沿消隐电路0 R* _+ k* h$ T" f+ M
! p3 d% m0 }8 Z● 内置输出二极管短路保护
5 z) F6 `: i8 A2 w6 _$ c7 F& T# ^+ r
● 内置过温保护: l' t! t7 d7 ?0 Q/ q
5 Y% T7 K) I$ h% @; G8 q● 过载保护
, q; w1 B6 C( L/ \9 r G, B7 p6 ~1 |' ]; X+ y
● SOT23-6L封装
) T- S# J- x% i4 A! M9 f7 L
9 C7 q8 L* g V8 e" d基本应用
3 H" X+ k. G: U' X$ O0 Z# W2 O$ b. {. `
● AC/DC适配器
4 P q5 y+ X, G9 V) R& S2 a
8 f, q+ Y7 z' m# W; j$ }. P- C● 电视及监视器电源/ v' n: L7 a* {* J J5 W* X ]
6 y$ i6 L4 n/ _9 c" K* M● 充电器
( L& J7 J: B1 x! P+ R
% [/ e+ A3 {5 o5 a# q" ?# _$ ~● 存储设备电源3 D! w: z+ F, I( y3 g
& H$ b4 K* W( c& F典型应用
3 F9 `0 G+ Y" T2 U/ u X
" } w, C* _* ?3 S: K管脚排列* ^% P1 b8 j0 m2 n' G# @5 e: R" A
/ e' Z9 @% _4 { y+ r
: r" Y& ?% K x* j" b管脚描述8 U x# F1 q X0 U) ^5 d6 b1 _
CR30127 U4 ]( `: }, g
. H2 T+ p3 f8 d" ~9 v) [; s芯片特性：) p$ n; j. }6 e
! _9 j+ z7 l6 z* q● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；- n- `$ J- J( m; F+ k' ]
● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
* {, T6 M" G& ^; @% G● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
3 T& c' x. L% g6 @% Y9 w* C9 ?2 Z! B9 z( \8 Z8 r
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。( }: Z' ~. x4 |+ {+ h
y/ Z, q# X# e6 F+ s1 E+ r! Y
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。: \% b" ^, z1 q0 N2 t# N
9 O$ f1 E8 q0 k2 Z t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。+ a, E3 D* Q* M7 w
* c T# _$ K' Y4 X [7 K S- @6 B2、样机特性0 c1 g. U. P [ }. ^, G4 T
O F8 g; n6 f. Y( ]
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 _- g7 }: w3 X7 ~5 ?
$ l# ], k9 j8 [, T1 ~, k2.1 输入特性：) k) P p+ \4 Z% @9 }
; E. T! p$ n: n3 |' S+ d
2.2 输出特性(PCB END)：
$ }; s3 W; ?6 y7 H, ~% c% u j
) F( G& A# k7 f: G" D7 X# S3 F2.3 整机参数：
3 w; a% o% C, m
( q- _# j3 q9 l2.4 保护功能测试：
1 e# c: U4 F6 R, L% o) |1 o5 T+ y6 r3 `2 b
2.5 工作环境：
3 P' `+ }; d( F7 [4 \2 h& _2 A+ ^1 ], ^& R2 [# `% {9 [* w4 m
2.6 测试仪器：
3 r+ d4 z" n( I7 O4 L; d2 J8 @) [: M) w* _
3、样机结构信息) B0 g3 h; `: E1 G" l
; C8 q* v, G# q0 r
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。
# o# e' v* u+ Y; Z# ~
9 |& a `! H3 i3.1 电路原理图及BOM：
) E( i% Z0 N; }! v
# _' F! z0 ~, V3.1.1 原理图：
" |! g5 m! k: i! t; s3 u1 N) z& g" m/ i9 G) E2 [
3.1.2 元器件清单：
+ c$ q* E, W0 {/ c6 u
: s! ^ j0 I5 p+ e9 ]; q3 E9 [; n" A, Y/ y6 J
3.1.3 PCB 布局&布线：
3 y9 ^9 U8 ~7 o$ }1 v8 u% t O0 q, Z2 A$ N/ w1 E# k, G
PCB 顶层布局 ' f! ~4 R* z: C: K* ?: y+ |
PCB 底层布局
4 o" c$ S6 w9 K% d" e' d# r( gPCB 底层布线
) W0 ~5 o. y5 c' Q! h3.2 变压器绕制工艺：$ B4 b w9 z; f4 K
4 H8 o' E- ]# L% V4 x3.2.1 电路示意图和变压器结构图：# T% j; }% a# {& J7 u3 o8 m. W q9 }
. i- u/ H" @& v; j& i( c- L! _' c6 B1 `; Y- I- o1 N/ `
3.2.2 规格参数：; i: l0 H {! d9 P. M2 _) d
" b d* h$ k9 }9 b7 @# v: D- \1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
/ x& t1 X5 r; p5 R* L7 G2）材质：TDK PC40 或同等材质；
# X! }1 I4 p) T9 H" A3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
K! T/ q, m2 t& O4 d4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
# J5 H( g, C$ |" C) X1 z9 z$ q5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
1 z1 O. ~; S+ W& k& K W9 A6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；- A2 m- Q& D. g: I0 f
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）)；
! ~# [" J; {. d6 g8 q) ~8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
/ V/ }5 n( m) G; `/ k) P9）成品要求：浸凡立水；
# J; R9 x- `1 h. [5 W4 L" h( {* R) b
3.2.3 变压器参数:
- n+ G+ o3 K" `8 X3 a- [* p p( O4 V
4、性能评测
: b1 ^' n6 D, `( W6 _- l2 u, c7 {; h# v2 |" @
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。8 v( R/ Z2 ~8 C: s. n# w4 v- y
; w8 G0 v( g5 U0 \1 j4.1 输入特性：' U9 r. a+ U3 Y9 ]- [
0 Y( L$ F6 z; S \' Z( H0 L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。
$ d, d, n% |' o# B5 {9 a# A' I+ E! N
表1 待机功耗
2 R4 s% J* F% @' c5 @9 V/ L; ~& x1 |& V# r; z
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
7 d; f5 B: m4 Q$ h
" P# T2 F' J* ^$ v表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
$ T# J( q+ ?$ U, d( H5 S0 ]: D. @* @4 g( s- Y/ F- f: d
表4 效率测试（PCB END）
, k2 `9 T. F( v; L. Y1 g0 Z ]# p
! {( Y! Q! g7 G0 d$ w表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）1 T$ |1 e$ {0 N7 n" O
( z6 e9 |6 O* r0 r# j/ K6 e' t6 B2 d4.2 输出特性：
0 ?6 R5 V3 \. i) t. s2 x& ^; v" I
7 h0 R0 G) U7 E' R4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）8 M; |9 ^2 d0 W( H; d
% o( j3 e; M# ^4.2.1 输出电压纹波：
+ I$ I5 a% w# ~5 X- v, d( W( X& E F; I5 Q9 f- a
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 ]% @3 y* A. A+ Y4 E5 |
7 I3 p# G6 g6 H. {) o% p/ }
& S$ V) ?0 a( W) O7 X, oR&N @ AC90V/60Hz,No Load
- t+ K- N, W1 v; `1 JR&N @ AC90V/60Hz,100% Load : ~' X( B% U3 b$ i, c: a/ b
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
; f& k5 D$ O& B( m) `R&N @ AC264V/60Hz,100% Load 4.3 保护功能：
, c) B% Z% {! J% W$ b
0 E* r9 ~8 Y" p& |6 c+ I* d+ x! J以下涉及过流保护、短路保护的测试。9 F. P) @; |5 u, @* [
3 G+ Y- T. \0 b y* _
4.3.1 过流保护：
- b- W5 Y Y* a- K+ } z* F4 Z) E
4.3.2 短路保护：9 Q5 p3 u, f1 n* B
# x9 N" l" D+ `" d- `; D功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。6 L8 Y! c! c0 O: ^3 _" ]- S8 B
4 B5 b0 q3 q; X( T- T- ~1 e3 C4.3.3 输出过压保护：" A( o A+ M& P" M+ l e
/ t0 f4 y3 _( y1 U% N3 B! g" m短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。# T R+ i8 I+ m; Y9 D8 _) U
; r0 q, M9 l- M: O$ a, C! a9 B
115V/60HZ 过压保护VO=21.8V
! ~; N' _2 q( Y) @230V/50HZ 过压保护VO=21.6V . f7 b+ W2 o0 j; _
4.4 动态测试： |1 O8 V5 C! y3 O7 E
" A0 l* W9 x, e- Y, G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)
0 o1 Q1 C3 `3 c z, S* F1 ~* H7 g/ J" _; X3 w1 U- w
8 P, I) N+ G# T7 f( Y P- ?AC90V 5ms 6 |7 r. p, B" r
AC90V 10ms
1 A/ F7 M3 p' n6 K" Z6 b zAC264V 5ms
! Z4 R V$ U0 fAC264V 10ms 4.5 系统延时时间测试：
; W: ]4 l( I8 e2 u
+ K! e- e9 k- d6 f# B) {
1 B6 W+ u ]4 `+ GTON_DELAY @ AC100V，100% Load
" w/ Q2 p4 y3 N6 O' f# m2 wTON_DELAY @ AC240V，100% Load
5 e; L' c1 b, Q6 ATHOLD_UP @ AC100V，100% Load . t# Y$ ^& Y+ }# J. W. W1 d
THOLD_UP @ AC240V，100% Load + p+ W4 K* I$ A. p/ E# c# D
4.6 其它重要波形测试：" N y O6 N; ]( l; H+ K! Y
$ k [- G }. T6 y# v
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）& L, V7 L' F, W! x; ?
2 I: N) X( s% G
AC90/60Hz，100% Load
! P# f/ l6 J* `6 c( Q& C1 I: J; sAC115/60Hz，100% Load ' F2 G9 d5 ]6 W2 n+ Y
AC230/50Hz，100% Load / ]! ~* N# R1 [ ^6 \% \. {
AC264/50Hz，100% Load
E$ |& w2 y6 V. H* l次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
% z N" X+ r" A O0 IAC90/60Hz，100% Load 6 W& g3 @* [6 h6 j
AC115/60Hz，100% Load
- v B% q' X1 vAC230/50Hz，100% Load . A! s7 T5 d- E6 z4 Y. `4 ~
AC264/50Hz，100% Load
2 X$ y1 D6 N3 q: U5、EMI 评估测试$ U% r X; L. _# Z6 C( _
2 V0 J3 N8 L# M# h0 l
测试条件：- X: x% ] }# n
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
. r! r- H6 a( g6 `$ i输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻； + \- k" _4 z# L n
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）" \- x1 _ y' l& V5 o% U. A
* j5 l% P2 _( N4 \* X8 [% X( t6 _! \AC115V/60Hz 传导 L 相 0 v! i( J9 q% @3 y+ ?8 ]- P
AC115V/60Hz 传导 N 相
+ L5 _5 d+ y1 S w) RAC230V/50Hz 传导 L 相
' l) U9 p8 |$ Y( z( a! vAC230V/50Hz 传导 N 相 ( T9 G |0 L# ^# p. M3 f
AC115V/60Hz 辐射测试 1 ~$ |+ v* h9 R5 `$ d1 n% t+ f
AC230V/50Hz 辐射测试 ; ]' D* Q* r2 }! g, h3 I% {
- z5 T6 T" D& P1 G! }5 c+ P% V* e/ _$ b$ N4 R5 A$ m( V0 V5 O
|
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