本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑
4 L$ w) Q3 T Q+ w. t" G. s$ @( `) G. i0 {0 H1 h' w
在上一篇文章中，我们介绍了本公司5W USB 电源适配器应用方案。本文，我们将要介绍的是36W电源适配器应用方案。其中，该方案的控制IC控制采用了本公司主推的CR6890A。IC轻载时会降低频率，最低频率 22kHz 可避免音频噪声，系统采用 CCM+PFM+QR 混合控制模式以减小系统损耗，达到绿色节能的目的。它还集成了丰富的保护功能，简化了电路系统应用设计。
% Y3 L7 p2 }5 |/ ]- A, a* T. n; _9 \3 E) ]9 y9 H3 U+ H: A1 `
下面我们来了解下这个应用方案。
& P6 v- w, N- ?3 F: H" _
* I; ^! F- C$ U7 S01、样机介绍7 g* d* S3 L, N: s' ?% L& C
9 \7 t1 I# R( E/ P! i. v
该测试报告是基于能适用于宽输入电压范围且恒压输出的36W 电源适配器样机，控制IC采用了本公司主推的CR6890A。5 o0 A( g, H3 z) \
) X5 M$ t0 l( J) w, c& Q: q
CR6890A_12V3A 工程样机示意图
O6 e0 @* m/ t4 S1 ?5 {- dCR6890A$ H m0 K- `# P Y k+ C6 u7 z
% c6 j. p' X* w$ |- J) 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，是一款高集成度、低功耗的中等功率反激电源控制IC。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。
- a. R7 g2 ~# ]* y$ T3 I
* y4 |" R6 x3 y' o9 Q0 q) b3 q3 z芯片特性
* h+ J$ I# Q U; A/ E9 H
, E- L2 z4 {+ F$ f. ?1 G. C! J● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；# a$ j) n, f) y8 p& v% T, F
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；& o, d2 D ^& q7 _
● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；
q d2 o5 g, ]8 N Q● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
% e/ U1 Q4 _0 l7 m. @● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；
. D# a/ F/ z; M- Y● 电路结构简单、较少的外围元器件，适用于中小功率AC/DC 电源适配器。6 v! {$ g5 f+ A7 z n' N7 C
- P6 N1 C& M; I9 {5 ?- F; m B) h3 b
基本应用7 R% m" Q* d P: g
n$ z" |% I# P, E. I% v* A
● AC/DC适配器
) V- t& |$ N3 d7 j. I/ G1 p+ e● 电视及监视器电源
/ A; I# x0 l* D● 充电器
1 }; F, [9 j' Y# ?● 存储设备电源
# e' A {) a, c; j% t8 w. W; D' V6 t
典型应用1 j* @3 h' ~* `, R; k8 {
% W( o/ y( r6 y1 s Y
; m5 o0 U* c5 O+ v& W& C# _/ U2 v
0 k, B) C7 y5 s$ ^/ Y8 V) f管脚排列
* z% ^. {. b4 G: g" ]3 [7 C6 Y) r2 R) Y( Z; M% ~; ?
管脚描述
% l% c# d7 p1 L
. j1 G+ i& V/ X: ]' C9 Z$ u/ r
, ?+ s7 |9 _0 ?3 N( {# L, f/ O样机PCBA尺寸为：77.8mm×38.5mm×24mm，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。3 T0 j7 A4 Q" v3 {# G ]9 L) x
, @; h8 V6 \9 Z7 Z' M+ C' p样机的变压器，采用了RM8磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。! A7 ~( P5 w' a8 C
! M0 \- ]% x" T; S- o& ^02、样机特性
$ s7 P" d" u$ v) x3 ~' K
9 Q7 p3 a; I: B7 v9 _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。& ?0 @, z; l2 D. A; c, H
+ m8 I2 m, _! E4 ?2.1、输入特性：( u# r" K! Z3 N2 ], y) Z( M
3 f# q, N! p% a d% q" C9 f" I/ e; N5 w/ X; A5 U
2.2、输出特性(PCB END)：
4 {( s7 C" R( c& }& W7 t! @! `' H6 {5 |, G
+ Z% j! ~1 q$ ]* W% S
2.3、整机参数：
2 E. O6 t2 M7 f2 M7 O/ |+ O7 T M% F" ?0 J$ @6 d& W
5 U7 f* f# A1 F) L2.4、保护功能测试：; Q. O3 `: r# Z$ k" g8 v7 a
* e; Z4 q3 r) e% U8 p& u# x# d7 |6 ~3 `: `" K$ {) `' f3 V- ~8 L
2.5、工作环境： ~. X( u; G& [' E
% {8 R: J2 ~* ?" X) b- W c
" x5 j. R, k4 h$ V# r' |4 l1 ~2.6、测试仪器：" R: H2 ~$ S! ]
+ D. |* l* g" x z03、样机结构信息 V; Q" d$ C. C0 H
7 p# N9 ]6 x, o+ |8 i/ V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 L8 ]6 C( T; s5 Q) [2 r
% V: Q; N" d% p0 A* ~- G3.1、电路原理图及BOM：
/ c @. J5 U4 s2 b6 e8 s1 t( E) ]' ?
3.1.1 原理图：0 }5 a* E9 ]6 B' B! p
+ S; l2 W9 [* `) M7 P5 H8 e7 L
$ a& h( s$ Q9 ]& }8 ~3.1.2 元器件清单：2 u( ~0 h# Q1 F# x7 B: c
2 M8 f9 I6 e3 N7 ]' l' m* E4 v! d3.1.3 PCB 布局&布线：* F0 ]) n: O3 N1 `! f' q' {
% z/ g# E9 \3 ^0 z& g8 w! ~7 [% bPCB 顶层布局&布线
& z2 f, k( E) v0 H6 s9 ^PCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：
- d! n1 J1 |4 L( |
' B* D' x/ b! `3.2.1 电路示意图：0 J3 V7 |+ y/ W7 s, e
5 N2 p! i; O9 X% e9 A, N$ K3 e9 I2 [
3.2.2、规格参数：
4 N" d2 R9 J0 R" i$ y M8 j
1 b. l3 P9 D( P! ^1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；
/ R8 ]. y0 i4 a2 e2）材质：TDK PC40 或同等材质；+ o4 z R0 r4 ]. |% w6 ^% I, _
3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；
1 J4 S# e4 [7 o6 R: H9 }! j5 B4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地7 q" k+ `6 m' H% c; o% p
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
4 Q, ]% o1 ]- x; R0 ]( w& f/ Z6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；( _9 w. G, e# L3 Z" |. ^0 a
7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz)；9 P; f; r4 _ T8 f
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；0 |$ H) M Q" X/ L; M# k
9）成品要求:浸凡立水；
# d& D+ o6 M# h$ E" A% N
% [8 @; O- W% {" O; \3.2.3、变压器参数：
* [! l: d; w6 x/ T3 l- k4 t9 c) t
3.2.4、变压器结构示意图：5 k! q; z7 e2 T' q
7 M5 \. @4 {# M. \: V. a
4 B9 P# @/ Q9 X$ r `0 C( A04、性能测评* T W$ ~' B4 d1 j
6 k7 L9 N, H$ w- |# P4 z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。
; s! |* G2 u( |1 z. b
6 t" S, ~# g2 g |4.1、输入特性：
0 O& C& I3 K: d# K# a" K! m, R" _9 O
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。4 n7 c$ P# Y$ B0 z
/ [- W' a( i, L
表1 待机功耗
: g3 ^4 ?8 v. [0 `. L" I+ W7 C9 x. j% ?5 I+ F" ^/ S
表2 输出100%负载下的输入特性+ \) g% ~1 m9 u6 l5 G) F
' B$ E9 K. [6 Y1 r$ Y4 |表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
# h1 V* A0 k- a1 k7 b) r表4 效率测试（PCB END）
9 x$ g/ c; i! w r5 n5 z0 N9 l* Z: k' \+ s
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）
8 B; f1 J9 |7 M1 O. t' S U. X1 @* P0 e( _. i( e6 w8 N
4.2、输出特性：* E* M: V* p! o: p
, \9 D" t! \! ]1 i- k$ @8 Y- Q4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）% \6 q* C, X& x$ t
/ ^8 t+ a! U2 s; ~5 e1 I4.2.2、输出电压纹波：
) L* X1 E, A- `* h0 w1 g# y
! l& Z' R$ l) ~注：纹波及噪声在1.5M 18AWG 处测试，测试端并联0.1uF/50V 瓷片电容和10uF/50V 电解电容，带宽限制为20MHz。
) P, @5 X D/ ]5 g, e# X& R
b* N8 b) f; D6 s4 a* Y6 k3 N
: C+ g; ]9 g5 ZR&N @ AC90V/60Hz,No Load * X8 [8 L" r7 |) @, x# ]2 o E
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load
1 i& [1 A4 {2 dR&N @ AC264V/50Hz,No Load . H) d, A# i/ ~# `- ^$ H
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
6 l1 p. D: U _! t# h4.3、保护功能：" R7 w5 b- w/ A9 Y# ]* @4 F
7 U# d, N" K; v! X
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
' ^4 O1 Z. Q7 f
5 H- Z5 k% @$ V4.3.1、过流保护及恒流特性1 S) z4 x1 _2 k* B# _
+ w1 ^0 _" J8 {: z9 N$ t
4.3.2、短路保护：
4 Y. F# n J9 j
5 [0 U, d9 ]- {- o/ i功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。. x7 L" T! l, R5 f" P1 X0 ?
: a* u" `5 ^- C) W3 Z/ o
4.3.3、过压保护测试：
; t& b# |( @7 h# J' N4 k; y
$ ^: n* p5 t. }0 P* m: B6 f. \测试条件：空载短路光耦1/2 脚，监测芯片VDD 电压与输出电压。" W- S2 y- c5 r, H7 n
" r2 q. @, C9 v8 x. s, D
AC90V/60Hz OVP 1 n& G' l. {9 h/ ^& B$ d; h
AC264V/50Hz OVP
5 M8 j e5 [* x- Z3 J4.4、系统延时时间测试：
2 _/ a' s( J; L: V' G$ U+ p
: U+ u8 j: f, _ n
& \1 ^. T; X: z) V) A1 L" m4 fTON_DELAY @ AC100V，100% Load
! d7 _! r1 x JTON_DELAY @ AC240V，100% Load 2 L' ^9 M1 S- o1 [
THOLD_UP @ AC100V，100% Load
( [/ U- _% X5 b9 v* J; n0 e6 o6 l: GTHOLD_UP @ AC240V，100% Load 2 a) u/ D X: K0 |# J0 R( S* c+ {0 K* b
VOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load + E& n' @+ b/ |; ~7 g2 }+ V
VOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load
* Z0 w4 z* L3 n! c4.5、动态测试：0 T2 |% f1 d' [6 w0 } Y9 g
1 F: W+ {$ U& u* b
注：输出动态负载电流设置为3A 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。# x$ F4 w+ H9 v7 o) ]# X" x
; c8 K1 w' j9 J& {( Y
* e" n1 q" J6 W ~& }2 x! K/ a( C1 YAC90V/60Hz 5ms
/ l6 g( J7 ~& A) P% q+ b" X/ n. tAC264V/50Hz 5ms . C( K& w$ u0 b* n5 u
AC90V/60Hz 10ms 3 z' U/ N. O% C3 H2 w( }
AC264V/50Hz 10ms K& T/ u2 n! \6 V3 @3 ?1 Z
4.6、其它重要波形测试：
+ u4 ]! d# k' w# M- o+ Y- x
" Q# t# H1 {/ O" e4 h3 VDRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：# U: r) J, U5 k4 r* }
- \' R. l3 y0 L. C S
AC90/60Hz，100% load
7 Y( ?6 u+ s0 O* Q0 ] D w2 DAC115/60Hz，100% load $ s5 r. L1 y$ I3 a4 @
AC230/50Hz，100% Load
! M9 X- @# t% O+ L: y+ yAC264/50Hz，100% load & I) p. w! U7 d* j( ]; W' n
AC264/50Hz 输出短路 + X- y# }7 A) ^
AC264/50Hz 输出肖特基 ! v0 o9 y' z! h
4.7、EMI 评估测试：5 d) d/ m+ u h& g
2 C; A1 y1 z5 R' \
输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；$ J3 t: V, i6 k' r* p) _
限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）8 o1 O2 x, k- t
5 t; r; ^2 X& J N
AC115V/60Hz L 相 0 ~4 H+ z2 h8 H8 l
AC115V/60Hz N 相
: j" J, O& a; eAC230V/50Hz L 相
# Z" C( q j8 X- ], r5 yAC230V/50Hz N 相 # u4 N' ?8 j! A
AC115V/60Hz 辐射
" D8 N" \0 Q$ V5 k8 p" z: Z1 IAC230V/50Hz 辐射 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-10-28 22:51:17
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