本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-11-24 11:45 编辑 b+ f" J- a! ^
8 Q* l8 o5 S" L' F8 G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。
% h# e. b" M; G* L' T( L
! ]' o s% N7 ^' V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。$ V# N; H0 S2 L5 W
' y6 U* `" l3 i3 b# K8 |1、样机介绍1 S" L& Z1 E) q( @- k4 \% c
+ ]1 D& J* Y) ?4 f$ ^3 n4 ~
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。8 j0 A" c6 y* y$ k L
; S n8 d( x; D' k/ u1 `
" ]* ~# X3 K! D1 u8 VCR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图 CR6890A
9 k; l3 l. P3 B+ o! {4 ~* ~- N, p% S. y9 H2 O& I
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。& K: x. {0 u! ?! S; e( S
) J8 {( v* \* q芯片特性
( q: r- P5 i- \
& N% G" e+ y0 b5 B$ d● 较低的启动电流(大约3μA)7 V# u9 u8 T& v5 A3 i* P
! k* `2 ]6 M. r' i& |8 @9 O; g
● 内置软启动减少MOSFET应力
- S+ X0 k/ W" y* C) }* q/ U# f1 Z$ N$ D/ p2 p3 s
● CCM+PFM+QR控制模式
6 V6 A5 l) U- Z' M! m+ R: x
4 I3 \! T4 R) L4 K- r. F( }● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
1 G( X1 b, L9 S$ Z$ \- i
) ?+ l8 l+ B. \& C( C1 B1 j, L● 内建频率抖动功能，降低EMI# X% j/ X' w+ V6 O( v }2 O
" }5 r7 S- {6 k& { G● 内置65kHz开关频率
) P z9 e* M" y3 J4 K* |! m1 S; K! D
● 轻载降低工作频率( R; H/ n& o1 n
6 C+ Z0 C3 i% |" L. n Y
● 可编程外置过温保护; V( u/ f9 o! l5 e5 F
4 T/ I. w: d+ p; Z% N% n
● VDD过压保护和输出过压保护功能
9 x2 S/ b9 ^; ~5 m$ ?# r# c& z( i7 Q7 Y
● 内置前沿消隐电路
% |: g+ x7 c( Q7 u8 k1 P
) w0 {. J) V3 n6 Z b1 r# n6 u● 内置输出二极管短路保护
3 D, n" d' q' Z. e9 c( [6 Q
3 ?) V$ p$ M* ~* f! x% {● 内置过温保护
8 o( R8 Z& _7 ]9 J5 k' L4 R3 m3 ]) ]
● 过载保护
* c' I4 f8 |0 P6 ^; ]4 M8 [" a$ B, H0 T" d
● SOT23-6L封装' R% @! v& D0 N: V$ X
9 e3 u3 {3 T. v I2 ~基本应用
% x# P; w* W3 H6 |+ x J [9 z7 s5 }& L7 u9 p
● AC/DC适配器
5 _+ O7 ^' s' K) e5 v( c1 F7 S% z) v9 Q7 e3 H1 f: V: W
● 电视及监视器电源
: U8 v! s, o; a( F* r0 B j/ ~2 T
, I! l s; V( I3 L4 W9 O● 充电器
) i% F" A2 x/ M7 d+ G. Y! |
, m$ Q9 k R' a8 E9 D5 d5 M/ K● 存储设备电源
8 t( _/ y" f1 c/ @' l( t4 b" H, V( T+ F, F/ X& T
典型应用
5 o6 m! Q6 }( r8 d) W, h; j& Y/ L6 k* Q
管脚排列' I% }, b8 i5 l" x5 S8 \3 i( K
# V) F$ d+ O# [0 v$ o$ p
2 M( z9 f$ P% V7 l4 n; a管脚描述. I: v( s7 g6 \
CR3012
1 N) @( L3 t; L* @& Q! G
- d( R8 t4 M4 U9 O9 w9 q+ R芯片特性：# V& v q- n1 B, a% J
7 j( j/ E6 P3 [: |/ {# 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；4 }8 F5 {* k7 z! i( n( A1 w
● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；* M& J( z0 @ j
● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。7 m$ T5 o) i4 R$ F1 P
; S2 m. E4 v2 s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。0 L2 B' P" k7 [' V N# a/ i
: c( l4 t+ Y' 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。
% I! k$ z, H0 O8 n7 X7 y) u/ P
% L7 ~# s' I( r; W$ X* S* @4 k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 |+ k% N% e! J7 a2 {
( R4 {+ K7 v" q# @; k1 h2、样机特性
! g8 r! n8 _! l5 E4 S: D+ a$ g8 ~7 q4 ]. N: q5 J9 ~
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。$ T7 J0 g) Z! I& O
3 w/ Y0 S8 P0 g# g6 Q2 E2.1 输入特性：( \8 H8 e; ~* U/ N) \; D
& O6 n0 R9 S6 r u0 r
2.2 输出特性(PCB END)： W3 Z$ Y3 s+ g4 ^% Q
+ J+ F3 ]/ N( T. v% _. V0 V! P+ M
2.3 整机参数：, a& N5 T. m ]& h& B
$ T3 c. g" q* N2.4 保护功能测试：5 d! Z: p( C& T) r
Z) j" K7 r. U0 e! l, _
2.5 工作环境：
# G' [, S, ?$ M* i1 k# Y9 o( X0 e& w: ~( g
2.6 测试仪器：) q0 L8 W- C O/ g+ y
* a; s$ i+ `% o9 S
3、样机结构信息# B6 c- ]. x Z* J/ u
! M( B# j# ]/ |7 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。. ~6 q0 S4 v( Y3 w `) b5 _: i
: b% X8 ^3 n8 I3 Y' }: g
3.1 电路原理图及BOM：
' z. S& f; o% u) ~$ t2 W" D( G' g1 |7 d+ n
3.1.1 原理图：, U' q% C5 s" t4 J
. u0 i2 j6 W# p W; e( L
3.1.2 元器件清单：
- Z, B- |1 z" G! g' u% E! K7 g. }' A3 I) S: [
0 m" y+ q w/ y! H
3.1.3 PCB 布局&布线：
3 q' I4 @' w4 H' O# p- c, G7 i0 d* b% s
PCB 顶层布局 2 D2 B, I }2 \: l0 j. X# W; z
PCB 底层布局 Z" w& X$ f! P2 q I% O
PCB 底层布线
, M* B3 u+ ?# O9 R3.2 变压器绕制工艺：
' F' e+ m. O |6 Z) ?
2 r: R# ~! e+ ?3.2.1 电路示意图和变压器结构图：
+ m8 X" W2 a- E9 @1 _" z' } w$ G( V9 |: `* [' f2 V
% H1 s1 p' V, m) t$ E5 [7 {
3.2.2 规格参数：
9 f* y% o. ?" z" j: y0 V+ `1 T5 n. D5 [( m9 X' ^
1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；+ U x0 M. ~% F* w' S1 \
2）材质：TDK PC40 或同等材质；
; n: F9 I% @* |, s, b! }3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；: p6 F5 f' R( r j, L5 {. A
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；( G) A" {+ ]/ f( |; ]5 T
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；
5 T' X7 Q9 U, N' `% t6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；) s9 }* W+ A8 D3 J: U- f3 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）)；
8 O! g, S( ~$ W3 I" G6 c8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
7 }7 }: O7 d$ D5 ]7 `4 c# R) W9）成品要求：浸凡立水；
& R7 c' M: A8 A% ~' Z5 z( ]; t! A
3.2.3 变压器参数:# @% Y, I( i' f
- r/ V, ]6 x/ a
4、性能评测% ~7 J9 ?" X6 C+ v2 A. d8 _4 }
; @( K7 y R/ r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。
: h j0 A" W+ E; m% [/ Q4 V
" Q6 D& ^" m# a4 F4.1 输入特性：
" `4 Q: f1 M% R9 h+ i
: i5 t, q: b2 n; ?. u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。
2 n& ^3 ]" E- k- G3 u; K% Y9 ^2 I- M, f
表1 待机功耗; z8 ]: Z: y4 s4 g p$ r/ c' r/ V! @. H
- L" y3 l. y7 ]) ?2 ~表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性, A2 X7 z3 O, y* `8 u5 h+ L
1 I7 o7 @. \0 @. k表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
# h8 u/ @# ], e" E9 K
: {/ F) X( t# L" S [! ~表4 效率测试（PCB END）
# x1 l" \$ W c* L
. A, R: R, ^1 T7 [9 B% b表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）
4 a/ m6 N8 S Z2 l! e5 r% [- h
: @6 y& z M* g: @' X4.2 输出特性：3 M5 `3 D: E6 b: m# q D. s& i& _
8 l A5 u- Q, d5 f
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
+ V( b; T& M9 b4 @* e. t0 R9 a
+ ^+ d% a D5 k: B' P; j4.2.1 输出电压纹波：
5 v' X% C* q$ P6 X' o$ e" H Q1 u8 Z6 G8 X/ l% O+ B
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。
2 r0 D/ R& X6 ]4 F: l' b
. e7 T! n x5 o r6 l' F2 x9 ~: n( u% `
5 f2 c1 s$ ~" T6 F# E% L NR&N @ AC90V/60Hz,No Load
5 A7 m' Q. H$ HR&N @ AC90V/60Hz,100% Load 8 F; w5 o7 I& d) w6 B X
R&N @ AC264V/60Hz,No Load 1 A4 _$ W* G0 ^5 I! q3 p7 n5 s5 ~
R&N @ AC264V/60Hz,100% Load 4.3 保护功能：
9 L5 x) s2 ~) n, y3 ~% I% G( F O* ]7 i( V6 ]. ^
以下涉及过流保护、短路保护的测试。 O$ ~' F6 G2 ]5 z K1 f, Y
7 N' e$ k* v3 u& u, O/ `4.3.1 过流保护：
2 ]. E4 |. `' o8 e5 y K- S$ A0 J+ r/ }& S" I0 {- P% U- Z5 g
4.3.2 短路保护：5 q9 {0 B0 Y' V/ Z. i$ X P
7 K0 A+ ]/ f+ @' ]1 V
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
7 Z7 P% |* ~3 L- C' `. P" ]8 s
) i2 \& \8 J9 H4.3.3 输出过压保护：
& \% Y) p9 l5 x2 q5 @2 ?8 C6 `7 \6 Y# D! ]( G+ [4 P# G8 V
短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
0 T; @/ W* |. ^+ F# q6 ]1 k4 k7 } G0 P- K% w6 y* z
115V/60HZ 过压保护VO=21.8V
3 V: D. A* R1 c6 `3 ] @230V/50HZ 过压保护VO=21.6V ' {9 y4 h8 @0 I3 y! u2 l
4.4 动态测试：- f) u1 J8 k/ K* ^- t3 Z: _( M
- ?6 _5 r! C) |
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)
/ r0 M% u7 c- d# a J" u
# V; ]! A. j* u5 o. W
7 ^0 `& \6 k- Q ?6 s a( U- l4 bAC90V 5ms
* j7 N7 I0 _) N1 W3 Y( e: q4 y/ a+ TAC90V 10ms
* N2 R) M8 ~" W% RAC264V 5ms 1 u" y) c5 b; j3 `+ m8 F: E( G
AC264V 10ms 4.5 系统延时时间测试：
6 y: s- W: e, r5 _1 G' s. t: w* ?
5 x/ i/ y. b& W+ jTON_DELAY @ AC100V，100% Load
$ f- L$ F, D. c4 E/ P$ vTON_DELAY @ AC240V，100% Load
0 o. C5 L% M Y/ t7 k: }THOLD_UP @ AC100V，100% Load
0 B, ?* I) W) \4 @5 TTHOLD_UP @ AC240V，100% Load 5 p+ R8 Z6 ~. Z; _7 ]
4.6 其它重要波形测试：, \! b- V$ e* A7 Q7 ]7 V$ ]
4 G' V- w! {. ^5 v1 f/ M1 k5 f8 C
初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）2 D2 A) ^# z- V
% Z O* E9 t0 f* Z* AAC90/60Hz，100% Load
$ c I3 T( e+ dAC115/60Hz，100% Load $ C8 U+ X+ p( z' N# X% O6 ^* s. M
AC230/50Hz，100% Load ) y' M' l I- j! D. d6 G( k7 G
AC264/50Hz，100% Load 7 ^3 i4 x# g! ]+ ~
次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）" K/ y. a0 Y# a8 m9 R/ v
AC90/60Hz，100% Load
. n. R1 v: L1 s" L) y. ~AC115/60Hz，100% Load 4 {! B9 F5 U8 N3 N
AC230/50Hz，100% Load 9 ?' O* D& b( g
AC264/50Hz，100% Load : O3 N* X0 {4 a( W9 G: ?; b& x
5、EMI 评估测试0 V* N. I& u" r5 j
* P. }0 o5 _" s$ P& `3 x
测试条件：) E4 M4 y( {% h2 c0 U* u' e
输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
, a3 }& y) J* |( U2 g) h9 n. b% I输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
8 A* I5 z& @9 |$ J _限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
; \9 f" ~3 P' Q9 _- G- i* S) V
% i0 r" y9 }- i5 S1 p7 M7 b& wAC115V/60Hz 传导 L 相 6 ^9 z% y# I$ R# H( V
AC115V/60Hz 传导 N 相
0 Q9 e: |% @; `" u; gAC230V/50Hz 传导 L 相 3 |" g! U1 W% n7 q! L
AC230V/50Hz 传导 N 相 . C# y" L# f- O& ]
AC115V/60Hz 辐射测试
$ A9 S+ F t% R) T1 tAC230V/50Hz 辐射测试 * v& r2 x- r2 W" U6 o! G
; z( _8 `: }& U. E8 o B
# y6 n+ _: Y- S8 V- G* m( Q7 X$ B
|
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-11-24 11:25:40
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