本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-11-24 11:45 编辑 1 S* D$ G* P+ _$ C3 S) a
3 b; ?- y8 Y) c: w. i
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。& [! g6 e% Y7 n- h, N+ X
3 g- z, T) k* L2 @/ z8 f* o* g
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。
`$ C1 | B; |/ e) l) m& o1 ]- a" k
1、样机介绍' w1 X2 n' j' k, x
% F7 m4 l6 `7 v, h
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。& R9 v( @$ X3 T$ D' b1 b; H
1 M2 }# n8 @0 J* b0 a2 c
$ a4 c. A; d9 i A* [CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图 CR6890A8 U# g: P0 S' v/ G! J
8 L1 H$ P7 c5 S% M# u$ A+ R
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。$ J4 p6 S/ m3 f8 Z; ]
2 c; V% t" V( p V4 ~8 o芯片特性7 F6 A( s' T, a" Q+ ]3 t- Z0 ?6 A
( }4 n: y1 Y, E$ g. N3 E V● 较低的启动电流(大约3μA)& n4 @: W4 m& K' ~6 b" X' W0 X% I
3 w/ o+ }+ x" S8 m% t/ Z* {● 内置软启动减少MOSFET应力
! ]) B# X6 ~" C7 D+ ^% L
- s$ g4 f4 _& _6 Y% t● CCM+PFM+QR控制模式
, N% c7 d4 w l: u# I
* [9 W. v) V4 o3 q● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
0 C' n% u, S1 ~# _. x5 \- h( N, p, w, [0 s8 t
● 内建频率抖动功能，降低EMI
) T V6 D1 v2 O+ M- s$ D) m, B, k# o
0 b" ~# ]* P7 z8 ?# k0 n0 ?9 c● 内置65kHz开关频率( P, ~" h9 C, Z% r+ n
2 S$ h3 g# O- B [6 { r, A, f1 Y/ F● 轻载降低工作频率! ?4 h% `% }& g& e) X. s" ]" W2 t
9 I V# w" ~4 J/ E9 X
● 可编程外置过温保护
! y5 z/ T. B, j8 U% s
' l; B; z3 s9 `+ ^; I4 L/ j$ @$ ]● VDD过压保护和输出过压保护功能7 O! D5 ?+ d# T0 R9 B
" k$ A2 S" G+ o# i
● 内置前沿消隐电路
4 L, l) e+ M( w
. X, h9 Z. G. D6 O# P● 内置输出二极管短路保护
! O+ `4 d0 ^) G! J) o- q6 A5 J4 r+ ^5 `- D9 [: I
● 内置过温保护
( _5 ?3 J" X6 I- `. `
& y5 L+ x& `. x& z1 E! e● 过载保护
# a) {% y6 r& C8 Q# ^- T7 [$ |
# J. \1 V5 o2 F0 D* v● SOT23-6L封装/ q0 s2 e: T4 ]# L# ]
7 h- G7 t" ]: i
基本应用
4 `$ O$ e, @6 L" j; B9 L5 M& t9 G9 P& d: G
● AC/DC适配器+ E8 _' y6 f+ n# z( ^8 G. \) o
; r. E& Q' c$ \8 Q& [● 电视及监视器电源- P2 s' Y4 b: T$ |
2 n9 N! M# I4 z. l! Z6 h● 充电器
: W6 W# T1 v# c5 e; h& { M- h& k4 @+ V! T4 W/ c) O# f0 A" M
● 存储设备电源0 G9 R: O/ s2 H) @% _5 k0 r
+ F5 ~0 V* x) P F
典型应用
8 ?! L5 j2 s' H% ]* a V) k: K7 Q) P
管脚排列
2 G/ h7 g3 M/ ]* U1 b4 q3 `
) H5 G7 B) W K w
% S1 m3 z% t9 w+ B管脚描述
. @6 d. T h3 L7 g" n' K( \CR3012
! {- a% R9 l$ g ^- B6 d2 F
) ]' K' F7 j/ v q0 Q- j* F芯片特性：
8 V+ E: z; r% Q9 r4 [0 P t W7 a2 N2 p6 G0 F
● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；( F J+ s& d+ K0 \) [9 o1 Z
● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
! M6 {5 ^2 R& F9 ^# o5 t● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。* z) p! A, m5 }. @2 T" x
J, }' ]. N, f; M7 X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。' }5 C) m. Z5 d% h
# P- o C- i$ ]/ x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 r& F8 K9 D- K, }. C# a" | x% v
' t, q& R2 D+ q P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 q8 w4 x2 D" e% z1 u7 ^
$ P' E7 v( _7 ]9 O, B2、样机特性
& X5 X1 B' n, C4 @/ D* F
! |' a) a3 D, O0 ]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。
" d% s3 S2 V$ L$ u7 ]( z; T! ^. u( B
2.1 输入特性：+ j1 ?& u( ]) P7 F
" }$ T( `/ e7 E( D: M) ~4 {2.2 输出特性(PCB END)：
- Y" f8 w" T* y; t5 b Z x" H0 E5 U% v
2.3 整机参数：
0 X a; W& v& m5 S# z- o; t0 `" U1 g) a, M. m3 }9 s# g9 w
2.4 保护功能测试：% c+ r7 H5 B0 L
. x- [3 B; y6 p1 G# m& Z5 @2.5 工作环境：# k8 G6 T# n' I" B
' @. o5 Y2 Z6 B2 {# ^
2.6 测试仪器：- y' ^( R# Z! K: a
3 O. q. U c' p5 N7 k9 h" h5 ?( \3、样机结构信息& C+ {8 g9 v9 }6 S; C, n
1 M( ?! w6 y0 `- T" m
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。
$ u8 ^& h7 \7 j, p
$ w" v: y1 a" O3.1 电路原理图及BOM：( ^# ?0 G( e: @( ^; Z- m* \
) I: ~ _ _) Z+ ?- [* I- V* [: O3.1.1 原理图：
] [+ l7 H+ t7 p, m; u! K6 V. J& q: u* w3 \
3.1.2 元器件清单：
2 _. I5 J" [" N+ P1 s2 {$ V- L4 u) g. @" f0 O/ R& g/ o
' h7 G' v5 q2 u. u. e2 t3.1.3 PCB 布局&布线：4 |: C9 u2 z: z' s$ K
$ e1 c# v- Y4 p1 F# I# I5 W! J6 ]PCB 顶层布局 / U1 z8 { v" w* a1 ^
PCB 底层布局 6 ~: @2 v" L7 p
PCB 底层布线 ! y- G, m. M. c- C6 ~
3.2 变压器绕制工艺：
6 z4 V. j6 i. e+ @5 |5 P* m5 d$ d7 O" s3 ?' I" ~6 s
3.2.1 电路示意图和变压器结构图：
3 ]3 N7 x8 d1 h- N3 F' L. [+ X- U& d" [% [# f
; y/ j& E7 w5 _7 F$ P& Z3.2.2 规格参数：
& x* a/ P6 N" `% g, k. l4 Q. q4 z% H& x
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
* k# y# o" C# `, {2）材质：TDK PC40 或同等材质；
/ s1 \/ _* H& [# y4 W% v3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
' `* A7 J0 K2 n* L2 L) H) z# l4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
' E! r. \# o+ j" |5 ~0 @, [5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
! M; a- M8 r2 N. M% H6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；% d- W, b; t/ D+ q* T" D' V! P6 O
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）)；
4 J' i9 L- Z/ r% B8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；5 d) @% B/ W( Y0 @) t: ~" N! |2 A7 u
9）成品要求：浸凡立水；" R+ F1 w6 ^% e6 c) S
c% H" b; S: v& J3 @2 Q9 [: c
3.2.3 变压器参数:2 p3 |1 E$ y' ?, Y N
$ c9 v( {$ K1 \2 W6 Q4、性能评测
0 k; ]' z( ~! e8 a. i: }' t4 C }8 H* S$ B1 w4 w! K
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。
# c9 ~8 B" L$ {$ y& j2 i
2 O. T- S4 Q# z* d* ?8 `4.1 输入特性：
/ I/ u! p; b' C* p( m8 H( k: ]
, E4 z0 y& f, c h% b* H+ z9 \9 j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。
_7 {7 ^% ^! A6 _. F# Z/ a# X8 g' c. p2 A. F3 D
表1 待机功耗% i& U0 ^2 `% e
$ h/ I( ^. e, W4 H4 v+ n) y表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
+ I2 m/ A& f/ Z4 l
8 m q- I8 }; _* n" a/ d0 e& r9 Q表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）$ [' r- T* C, f" ^; _) T, m
@9 s/ W+ `% e( Y, \6 V( h" G, J表4 效率测试（PCB END）* b+ o+ p! @1 `# T; g; Z, [
0 J& T: r6 x9 b
表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
( m: y7 n- s6 z, ?" j9 r" h8 \" k
- M" ~- @3 C. @) d# N1 i! O' y' J% s$ H4.2 输出特性：1 V# a5 [ Z+ m8 q/ `
6 ~: [) X$ Q1 x+ [! n4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）% z: g: K7 ~7 W7 Z% u4 T
) @6 F/ r0 K( }! h" w$ g4.2.1 输出电压纹波：
* m7 o: `; e9 u5 ~% t
! v9 V# }4 u0 |; g2 _( h% f! u, I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。
$ X5 W4 I( D- ?2 S4 G; q! M! b7 x9 Q! G V$ x, K! |2 D) v
. f8 ^. W; j& K% |: f6 K5 F1 u$ [R&N @ AC90V/60Hz,No Load
# O1 H* Q+ s% l- h4 \2 wR&N @ AC90V/60Hz,100% Load
" N6 X0 V& Y& F# H0 v0 P; \/ l6 ~* cR&N @ AC264V/60Hz,No Load
2 \% {# \& O; j& C' ER&N @ AC264V/60Hz,100% Load 4.3 保护功能：" h3 w0 _' J- }% G
( D" I" }; c$ M9 @4 F
以下涉及过流保护、短路保护的测试。% N. v7 R2 v7 X) f5 u6 h$ V' u, i
6 e& ?4 K6 b7 |- O @4.3.1 过流保护：
! N3 B( }+ Y) S6 o0 ]. }' W M$ S9 g" K0 C
4.3.2 短路保护：/ q3 o# Z& r/ J5 u. W
* ~: e2 c) H: M
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。, _) |/ e, e0 l, w! n
. T) X6 p: m2 U. P* M2 b4 W4.3.3 输出过压保护：' Q* Z( H1 _# t4 a- h
5 C( T, e+ Y/ E0 h: h7 ?5 h
短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。6 E0 f9 M# l% Y% j
( Z7 y- H) j& l
115V/60HZ 过压保护VO=21.8V 2 t0 g- O! }( o. Q; n& {
230V/50HZ 过压保护VO=21.6V
1 V: R6 t8 V0 r3 f+ B O& B5 D6 s5 z. J4.4 动态测试：
! @; L9 G' g \/ ?7 m
1 Q( w) ?( X/ P: U/ L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)3 y/ W) T5 ]4 e
3 W. w0 t+ J+ B, M N! x4 K
; t+ @ ^7 g" M b+ z6 UAC90V 5ms , h( [9 {# x: B: M6 m
AC90V 10ms & `, h" s! i7 P' L+ g
AC264V 5ms
8 ~2 a0 U+ R* c/ W- WAC264V 10ms 4.5 系统延时时间测试：
) \* p( Y w0 D4 @' s6 ^! R& e
8 m% \7 j6 K7 ?- B3 |$ l I: r; u* W; x2 t8 ~/ W
TON_DELAY @ AC100V，100% Load * [$ L! B4 r |5 h5 _# _
TON_DELAY @ AC240V，100% Load : I& R0 j" W0 M: B& f: a
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
2 U0 d/ D4 Y0 q8 m2 p. {6 yTHOLD_UP @ AC240V，100% Load
I) ]% s: l$ K4 F( t z4 A" C" B& X4.6 其它重要波形测试：, v8 m7 L a; R0 \* O+ P
! z3 Q& b& w: R初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色） ^! I' @1 e- z z* I! M8 z
* F7 v! B8 b" }& ~- `& u' u0 FAC90/60Hz，100% Load
$ y/ l0 x/ X3 K- D6 QAC115/60Hz，100% Load 5 A/ u8 ]$ `) i6 N0 T- a
AC230/50Hz，100% Load ( _7 q4 V( X) o& Y
AC264/50Hz，100% Load
) { S* s& M4 O" L/ B次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
2 S4 M. a# |: J% ^+ YAC90/60Hz，100% Load
/ d1 H- N. F" ]- {AC115/60Hz，100% Load
j' @3 ~( x5 N' y. }- AAC230/50Hz，100% Load
9 k6 D; V# v0 x3 IAC264/50Hz，100% Load . T9 i% }* W: j4 Q B$ K& E9 g
5、EMI 评估测试
4 Q: B0 V) t( g. n0 ?% j
[9 s) c$ s9 b" q- @$ o1 }9 E测试条件：
+ S" H3 V2 R# J: I8 ?9 B& N输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；. D. W" o8 g5 u3 T U( c
输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻； # x3 z+ _" v& z7 v7 I& D" T
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
7 c$ P! N! o' V
U- j; C; M" c, _AC115V/60Hz 传导 L 相
0 d& V% u+ `, u4 `6 ?5 Y$ WAC115V/60Hz 传导 N 相
5 p( K) N' R5 M7 y4 H. |$ t9 P3 ?! l CAC230V/50Hz 传导 L 相 ; E. f$ Q( G9 z, g0 b% z
AC230V/50Hz 传导 N 相
7 _( b8 U4 _! x4 l# }AC115V/60Hz 辐射测试 " E7 R6 l" z2 O, W- f
AC230V/50Hz 辐射测试 $ v1 c! {' Y! u' G3 G% ?! T
: e5 a! u) _ S* N! X
9 k2 \8 B4 r$ f: C- ` |
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