本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-11-24 11:45 编辑
! B' P0 f3 M8 S& Y
, h8 | o1 j% o7 Z! l+ M& T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。" ^% K$ b2 l/ a* f8 o; n
% `1 a( B6 k9 R; t' x( N M7 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。
& R* T' J7 I: s: e. Q! q, Z$ y& Z2 s
1、样机介绍
0 |% n5 c& Y& i$ q/ P
5 o' n( G. o3 G5 _% l! y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 {. s- e* [; d/ _" d3 p4 Z& O5 b
, l4 D6 H9 R7 c5 k
. Z+ p! y C/ f9 i( K
CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图 CR6890A
( q/ F; h5 x6 Q$ X6 N
4 v& C/ m/ j7 P2 jCR6890A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。
( D/ y! b# E+ a3 @( f4 C T
- I7 g1 H$ G( C4 X; m芯片特性2 G, r) L5 N4 K6 @9 V
3 k/ f7 U: P5 a# x) A- y4 F
● 较低的启动电流(大约3μA)6 ~+ I: K$ V+ {, l
8 |" ?8 `+ C# |( ] K" i● 内置软启动减少MOSFET应力
}. e* Q n9 `$ M$ X9 F& d+ z6 q! X& u: O+ M: \
● CCM+PFM+QR控制模式# ]& p/ s; q- K( q+ E+ A
3 G; z8 Q% v" C# c- y5 ~
● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡. h. R" ~9 j8 \8 r# ~ u& R
2 T% D2 t; e" v2 m
● 内建频率抖动功能，降低EMI
' P9 c8 C% ~! p: c( d, z
# E* t' J* y4 m' V2 r* z* v● 内置65kHz开关频率
# m+ f9 U0 P, ?5 |. A7 ]8 p4 z0 b7 z2 r! Q" E" `8 M/ V! K
● 轻载降低工作频率
' d, X1 R0 Q. S- M! k4 \
0 A9 u4 Y4 h. X) e q, p. h4 ]● 可编程外置过温保护
# r- D" T( ~$ |+ Z' S/ W3 @) L7 L. [5 {5 o. Z# t r1 Q
● VDD过压保护和输出过压保护功能3 S {# i, _; A6 @- a& ?# P
# ?$ W) w, r/ D; ` G; M● 内置前沿消隐电路& y2 n+ ?- o7 E* V
& Z# E5 E: L$ r( x$ B
● 内置输出二极管短路保护
, r0 u, S0 n# @/ l% U2 y5 Q* v! K9 k/ U- o* M% n. f8 n
● 内置过温保护, D5 r* G1 V' Q) @! B, `, k
1 ]5 P9 m7 q# ^7 c) N S2 d) g
● 过载保护' G0 ?; c5 E7 u' J* T# \4 ]# O
% v; ^3 @" Q- v5 V& ^● SOT23-6L封装- k8 y* L* d1 r2 v: |2 i, S
8 Z/ I# K* I% y基本应用
+ d% H' q) X0 i7 y9 o. p9 ?6 h$ i0 a, j% [, Y4 A8 c
● AC/DC适配器6 \& n& y, S; d- \( Y
* j4 {3 K9 A# `9 M- J● 电视及监视器电源: j+ E0 S1 v0 s9 y3 I
" |5 m) y! l5 z0 @, o● 充电器
1 \3 `) V( e( j1 T: T4 n }" |8 V* d, A. L
● 存储设备电源7 N/ E7 U- j* x
4 I) A# u) ^. S典型应用
" {4 b4 i2 h3 n3 m
+ Y4 Q$ G3 h, w$ O管脚排列
3 |9 U1 f3 I, R) n9 \3 G0 }% H8 U# f! A
; t$ ]( _3 k7 |* W* z管脚描述
# A7 V* m; D+ P) p/ d+ L+ GCR30121 ]+ G1 {9 S- {+ H! g4 B
, D& I" ^4 \1 {; R' G芯片特性：1 F$ [/ R9 H# ` R/ `
/ m* V+ w( G6 i● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；( _5 c/ j/ y* g( }) w7 r/ n3 q
● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；+ s$ e$ T9 ]5 E8 M' t7 h/ z7 i4 k
● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
% c: f1 a: M+ W* t7 i. Y$ u: M& v) ]6 G" H
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。
4 j6 P9 K2 v" w
; ^2 Q& p/ B0 L3 c! O, w& I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。* v! W9 H7 }; L! c: S
! w* {3 b/ Z @2 E" `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。0 ?& K6 H% H2 Z4 ~: P5 P
( [$ i7 D5 x" h- A2 N2、样机特性 Z {9 Q, E* l2 h: i
# G5 E- R+ y. o2 ?6 B' y9 V
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。" y6 g( I$ Q' j' E' o6 r1 @" d+ B( _
7 ]! [1 i$ ~& W: v7 k2.1 输入特性：/ u$ B. U+ B1 p* P3 m
! D6 q; m$ U2 h, F; p O# o/ m
2.2 输出特性(PCB END)：! c, y6 i5 A) Q
/ `5 d( M5 D2 D' c! d& C0 c
2.3 整机参数：+ U( X" p4 Z) A
' j2 Z% p/ H% {9 P2.4 保护功能测试：1 Q; F7 g7 K0 [7 O
) L1 V+ |/ o0 }3 Y2.5 工作环境：
/ M+ n5 H2 J6 i0 V- P8 Y+ s, ?, i3 r: N
2.6 测试仪器：" W. D! N1 S# U) u6 D/ L
' A- m4 V4 c2 m% c4 k
3、样机结构信息
; s9 D l" E" x) |% M' x) F' A {
+ B3 ?$ c" W& p8 E7 `+ N* m/ _7 t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。
1 x3 N* h( F. g8 d+ j- ? f3 L7 v6 }0 p
3.1 电路原理图及BOM：
, `8 v! p! T" Z# G H
* L+ X* {" h, G# p- i3.1.1 原理图：9 g+ f8 K8 y3 g9 u( n. F
4 b! {8 l( {1 }+ `, ?1 q4 n9 u3.1.2 元器件清单：
+ J' d: |' z# S: T T( P7 y6 M2 r# `% \
" [; G4 H1 q, t. ]
3.1.3 PCB 布局&布线：' i2 N- \* d6 N8 [2 F1 Q
$ T% P, v: r/ \; n7 y5 m! h
PCB 顶层布局 # \+ T/ O6 v+ }) Y# i, d
PCB 底层布局
' o# }% `' d' A+ r, P8 j4 gPCB 底层布线
" ~% t9 w, m! b; f3.2 变压器绕制工艺：# A8 R6 v* Q. L+ h
, b1 s1 L; c$ j' p; U
3.2.1 电路示意图和变压器结构图：
& M/ g. _" z! c7 R
5 |" d+ I8 L0 o( V2 t9 D% Q+ f: |
4 a# W* u' r0 g: ~. e; S& U, D8 o: F3.2.2 规格参数：) R6 _; a) u4 M8 F) N% F
& ?; `$ m0 N9 R3 ]5 z3 k4 c% X
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；$ P+ U- J$ q6 k' w' N7 T
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
9 Q. l% F- A, P( s$ f$ R3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；. w, v; L$ `8 U5 j6 M
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
$ Y: h5 [2 o& c" v- M& z7 ^6 C5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；" W1 ~# E/ O) m8 a
6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；4 e) b" \# d0 W- Y; K% }
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）)；) y/ `0 Q$ \; {$ U
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；2 p, l; x5 G$ r1 d# M9 r6 S0 ?
9）成品要求：浸凡立水；! m# i* |# u4 \ K
9 H# p" h! _6 k: p7 b9 `6 ^
3.2.3 变压器参数:
- x7 b0 i( n+ C l {
7 W" Y6 V9 p* V& l! l6 Z1 o1 N4、性能评测
4 H* R7 l' A$ `' ~1 L- }1 z c
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。! K* w! Q1 d9 k1 H
; K1 e4 W6 v% e* z1 t5 I6 \, l% x4.1 输入特性：, b. h! _. l* Z) D' i0 z! N
F, G- f7 u) {; m4 U; s
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。1 h& j5 F1 C1 e$ N/ Z: @- @
1 U: l$ P' S* H& P
表1 待机功耗* K3 F* X% `2 I* C
2 a6 F3 ]9 S6 ?3 j: a. }
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
! k; g/ B, g; B7 O' }8 j+ K! T; b" B
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
0 B8 w8 W. y j# _2 x% e: f& [& w0 @0 V$ L. K& r
表4 效率测试（PCB END）
6 y' |* |- N. D0 n7 h& q" U2 A3 O1 b( S4 X( ~3 C& k! c0 E. I
表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）1 f. d% e0 t5 x" Q2 c
& L! M+ i. ^! a7 R2 ~
4.2 输出特性：
; X1 d3 e0 B2 p* X: k. [; k( Y- L0 ? a( M' h
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
: l% o( p* P# h/ c4 i' T$ [8 J$ X4 C
4.2.1 输出电压纹波：
0 R% ?0 K, B' e; t; c; c
/ O% m- ~) K' T7 `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。! L5 b: i9 C4 x* p# @$ k* |* |
0 m3 w5 u# q+ B8 S7 ]
% k2 M1 A9 r% ER&N @ AC90V/60Hz,No Load
: s; i3 I2 S4 ^* G9 F( @R&N @ AC90V/60Hz,100% Load 7 P! {3 [# [. ^! z9 E2 B
R&N @ AC264V/60Hz,No Load + F; u' O% |" q$ u4 Y; o
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load 4.3 保护功能：
3 K# d' U. X. s. F# H3 _2 ~, E/ a; o6 h; o& h; V0 Y5 x( t
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
" Y8 S8 M( c! z: i- G' F3 e0 u
% B. q, B7 o" E. `) D6 I6 C9 j) B2 ?4.3.1 过流保护：
* |6 _' Y% f; L# L% T! | w# W( q( M' A% a( V) M( h+ q
4.3.2 短路保护：
@+ n7 E# T4 ~0 Z( l- o* k2 M0 y
6 i/ |) t" C, @& w功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
3 _( v J T, n6 m5 H( q6 {8 W+ B; r2 K9 M
4.3.3 输出过压保护：
3 A7 ^ p9 {+ n8 A- M$ C
]+ u4 n; U+ O短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
; Q" G/ ^8 |; w F1 C5 T
/ ]9 k1 b3 ~( z( G115V/60HZ 过压保护VO=21.8V
' E$ V8 p" r' g1 Y7 ?1 M230V/50HZ 过压保护VO=21.6V
" d" ?; c& H) M2 V% r$ x4.4 动态测试：
4 i3 Y4 f! x2 `& L+ m( ~! u! @1 @- L$ Z2 B9 w
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)' P3 {; j- I4 I$ T
5 @) ?5 o" ~( l( d7 r2 o
* p2 l0 X7 r* ^% U6 J/ ^
AC90V 5ms
9 y8 O9 ?+ U" vAC90V 10ms
' n7 P( Z0 s2 s3 ^6 hAC264V 5ms % m1 {% u. C- o1 w" s
AC264V 10ms 4.5 系统延时时间测试：
8 V/ f0 ^# _, l! j1 H' b0 e5 `3 z: j. x
3 J" |) |4 @0 k# I( q% ETON_DELAY @ AC100V，100% Load
/ `5 }/ C! C; X( k8 {+ `TON_DELAY @ AC240V，100% Load
0 K7 s& a1 h- N8 ?$ o2 b) ]: T+ }) H4 V9 QTHOLD_UP @ AC100V，100% Load ! p' |1 g @# j
THOLD_UP @ AC240V，100% Load 2 W) D' C! ]; u' S" X
4.6 其它重要波形测试：
$ V. ~. U! N/ X. O
. {2 P3 {& Z9 N q初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
# L, e9 v& E* S& Q+ G4 i1 K$ u" B: I/ U7 ~( h2 R T
AC90/60Hz，100% Load
% h" [1 O" e' A, EAC115/60Hz，100% Load
; o/ i) N" Z$ X/ @; VAC230/50Hz，100% Load
" z7 ?6 \$ Y- D$ V+ w0 ~AC264/50Hz，100% Load / J- }6 q* \& T' w$ |5 d
次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
3 q, w- m5 g* ^+ Z( I1 F% l% cAC90/60Hz，100% Load
% J5 j! f5 e( j6 ] S9 d ~, r1 jAC115/60Hz，100% Load 0 x0 i5 a, q! q6 v8 ?
AC230/50Hz，100% Load ( W5 y: f) p. _+ S1 f+ Y% @
AC264/50Hz，100% Load
! q9 T! h. S! {0 M2 E" }5、EMI 评估测试
7 I. J" V% Z8 M- B q$ h& ^: G D/ t3 [% ?+ k* V1 l
测试条件：
% u5 p5 i+ N5 d. u( ?9 }7 Z/ L& f输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
$ Y8 j N! D# U4 i* q7 X+ }3 r/ x7 G输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
) _, t2 y% v6 L0 m限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
" }( q+ ~% s6 X( n2 ?/ p; A5 V
( F% d5 ^0 v3 o% t* DAC115V/60Hz 传导 L 相
0 q5 M: f: {( hAC115V/60Hz 传导 N 相 * R$ D2 u8 ]2 F$ R$ x2 w* p
AC230V/50Hz 传导 L 相 . b6 y9 o0 K, t
AC230V/50Hz 传导 N 相
+ {4 b8 f7 }. ?; m6 Y8 p9 ^. ?AC115V/60Hz 辐射测试
/ w$ Z) O) J; b6 {% }! C' f/ gAC230V/50Hz 辐射测试
- J: z3 W2 V& L7 O l+ w
3 K* w6 Z6 F4 r* {" O' c5 B' `& A9 C: }1 w! C
|
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-11-24 11:25:40
提升卡
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沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡