本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-10-28 23:20 编辑 $ s: ]! t1 w" F" H; C/ `
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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。% E3 L/ o5 `6 c p# K% X
. @' F( r0 \/ z6 H" C2 `5 K
下面我们来了解下这个应用方案。1 U% m7 F% G8 o2 T
7 Q; y4 {* ^2 Y& L, {' X5 y01、样机介绍
$ i7 E1 O7 J' [! l2 h' ~1 k+ T1 u2 K6 U9 k: b
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。- O8 f6 j4 x" S( d b; c% D5 ?
/ x' \2 o1 ^) T! r, Z( ACR6890A_12V3A 工程样机示意图 + n1 Z7 Q% { A$ d- r& s3 }
CR6890A5 N; i% t: d9 T
9 Z7 y" y) J9 s( M0 pCR6890A 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。2 e; ~' r M3 Q) T, l
2 G5 R' [/ _, N! N$ P芯片特性
2 X3 l7 i' U! X. ^% K% {7 P% g2 x C0 Z4 t1 B" g) q
● CR6890A 是一款高能效CCM+PFM+QR 绿色节能PWM 控制器；0 ]: k- a' m' c. L4 m+ _
● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；
1 C& s# b6 M4 K+ k0 a● 固定65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，有良好的EMI 特性；
& x9 K# f! A( z( t● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；; t2 A9 v4 y% g. W- T0 q& w
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP”等自动恢复保护功能；' A8 ~8 `. i& ? E
● 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。
/ N4 t7 [6 o( l4 m) T7 g% X- t0 y [9 o0 ~6 B
基本应用
' H1 k( ? s& o+ }( \/ `( {
5 h2 k! W/ u M! h/ _" x● AC/DC适配器
% k5 |7 F' z0 F, A6 A2 d● 电视及监视器电源
: U, t- @3 t5 D, V● 充电器
9 L+ A, J+ t6 x, W● 存储设备电源
/ m/ L7 G/ ^1 @4 C3 _! R Q6 O) d* x' ^$ m. p( a/ I* U* F0 E1 |
典型应用' b! l" [4 n, I/ V
! s. m* o1 M! ^4 K# f
1 |( e, n* }+ S" q4 l
, ?- @, h6 b1 Y( Z管脚排列
7 m0 t+ G7 D% u$ Y* U
' }- ^- H! w- b B1 K- a9 [管脚描述7 t( `; r2 t# f7 P3 \, m
; V: A! o) @1 Z' L
5 K$ {: v1 Q5 T/ H- I/ K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。 X9 \0 K- r: V$ v, `
) Q0 X3 H0 @4 `' ~- R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。
! \" _/ D! ?3 b: h+ q+ A! A9 U
: w( N8 k, A) n8 o- I+ s/ j02、样机特性; x4 Y" w) E [6 O( H7 Y
+ K/ c5 T1 Z% s+ {' F; C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。
5 x" V& P1 T. L% k$ P
; \6 R. e8 Y! {# k4 E2 c2.1、输入特性：
" k9 O+ n: L4 f/ ]- B' b
9 |! E, I( A* o% R+ i( W4 M" e8 O2 z( z6 t9 q/ b
2.2、输出特性(PCB END)：
* \4 p0 O# S8 g
: k' G3 F/ ` V! G0 Y0 r: _! v5 q' T) \; F8 ~+ \& O
2.3、整机参数：
5 m0 M5 y' f; }) O# p) |
0 ?( g0 \5 Y5 L9 r% B( u( z% V
% L: E1 J! U4 `2 c$ d2.4、保护功能测试：
5 Z# ~5 {+ P& e
0 H$ x# s: |0 i/ G M/ S/ P, I0 H8 `: k% }/ \: U
2.5、工作环境：
1 T$ D" _8 V+ c# M9 D7 |+ I) X
& m9 J$ Q% q# n- m1 D4 i0 H
2.6、测试仪器：
, c, r9 N! S O* v/ X4 B& b+ I
Y6 z" W Z$ \/ U, h& x% j03、样机结构信息6 p" q* f$ t' E9 P# C& Z( B
! O w% A. M8 I% P$ V7 Y/ G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。
* K. t, n) L2 l4 R$ d3 c3 t& @! u, |
. f! v, t# z' K2 B3.1、电路原理图及BOM：
O; q( ^+ _$ T1 ?) Z# ?) g+ G8 b. h4 m/ E2 ]
3.1.1 原理图：* }; H; b* {: ]+ G6 d# d
1 N% _( ]8 H% P5 j& }
# y' x% O7 |7 I3.1.2 元器件清单：" L7 v8 m0 x/ i5 \/ \% ?
& | x* J# v6 U* z/ q3.1.3 PCB 布局&布线：
1 S( r; u( P% @% r# e# d
- y0 A0 O, L" z. g/ YPCB 顶层布局&布线 . A' @) c; o# e' C* Y! i; c
PCB底层布局&布线 3.2、变压器绕制工艺：9 Z7 ^& I% O8 y' M. o. r! }
8 ~8 _& w& E% b: x z+ G2 O
3.2.1 电路示意图：
8 O% D; N9 w/ d2 e5 U( i
' c( x/ D2 x3 w- J
5 K9 L! l, l% D. {$ b S3 ~3.2.2、规格参数：
4 A; [" c2 d% _/ i& P: L$ u" K/ V. N& b8 U; Z3 q/ p0 X
1）骨架：RM8 立式（6+6PIN）,Ae＝64mm²；- V2 Q0 C* Y. ?1 C1 R/ s6 n
2）材质：TDK PC40 或同等材质；5 B5 s, g7 N7 `1 K2 z8 u; w4 u
3）N1、N2、N5: 2UEW 漆包线；N3、N4: 三层绝缘线；. B2 K# m8 n- A4 r
4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地/ w; Z3 n# ?* A. X+ w. s
5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；0 q4 o: D7 ^' ?9 u+ I
6）初级绕组感量Lp：850uH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
v3 U/ V6 K! c: z7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.3V，10kHz)；7 k( G4 f/ J, _- q
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min；3 F( r, ?# ?, `( k. [
9）成品要求:浸凡立水；
R8 w$ R% H2 E5 Y6 [/ R2 d0 M/ u; p- q$ f( H$ _
3.2.3、变压器参数：
( q" {/ j" b9 ~0 F
5 T0 t7 I7 j0 t; ]& u3.2.4、变压器结构示意图：0 g, d* N X2 p( n9 C
% p5 {1 r6 B% o" `9 i, ]. k: s. {
~' g6 s1 J3 ^04、性能测评
' l% h8 o! c( {
0 M" e* \- S9 t" ]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。
M( k* x, k/ d, |, _1 Y2 L- j1 e
4.1、输入特性：# [2 |* M% E/ L+ l( [
. P5 B+ H, }! i+ F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。+ d5 E" z- o" |9 ?/ l
; O# p h& @: n) p& d; i; M% t! `; |
表1 待机功耗
( H. k! [% W- M" O( X( N! ^4 N, G
^7 _1 _! a# x- v$ h表2 输出100%负载下的输入特性$ y( {* u! k4 W& g
. T7 E9 K, S5 y" q
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）
6 X: S1 ], I* K表4 效率测试（PCB END）" G; j) C# d; |3 ~* |
$ L2 c9 ^" b- A8 U5 }1 X5 {; n
表5 能效等级评估（1.5M 18AWG Cable）! J: O! V6 M- _+ k- _1 `; v3 P
' X% s9 W" b: z, N! b6 R$ U4.2、输出特性：
/ @* ~7 s' T' W* z1 }7 F7 |/ V' r( H1 z4 j8 |
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （1.5M 18AWG Cable）
. E1 R) T ?2 |: g1 {6 _6 L
3 S4 p7 L5 B3 [ Z, l4.2.2、输出电压纹波：
' }5 y+ J, f! z0 j0 g4 H
" [& Y) d! D( G& B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。
& o! y4 }& D u- w7 H s
# W0 p9 p3 B1 \* \0 O/ z8 B
) x1 y8 n2 U) l4 r' j: a, cR&N @ AC90V/60Hz,No Load 9 a, o* F1 a' A/ S5 F. K
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load , @, R# U/ Q4 W
R&N @ AC264V/50Hz,No Load 6 K9 p3 u7 O4 z% J9 n: P, g
R&N @ AC264V/50Hz,100% Load
" _" M: h0 w# h2 q( `8 t1 Y& k, E4.3、保护功能：- O8 ]% ~3 d Q1 J# e
5 I0 `' E# A8 W. K% ~' \
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
" t1 A ? C$ Z# m* S5 \0 l. K$ Z% Y' K u3 @; M
4.3.1、过流保护及恒流特性2 K; ^( O; h; F' H
: x- w3 N( t- X1 c( `- d4.3.2、短路保护：
8 _" k8 q: L# Y; Z9 W* t( C7 ^5 |* D7 m" b6 T& w
功率计电流量程2.5A,开启平均值模式测量。3 g, j& K: W% v! Q
% r( b8 d6 q1 |) u, K0 ~
4.3.3、过压保护测试：* `0 X# g' w8 r4 Z" K
9 E2 {% _1 ]" [- }) K+ E' [1 o @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。
$ g& k! w+ E3 j1 V2 w. v
# Q8 |6 V% Y9 g* rAC90V/60Hz OVP
4 V( ?( `- z- ^/ i4 C( ?$ @AC264V/50Hz OVP % W, Y! n+ |' [
4.4、系统延时时间测试：1 `$ p# J V' l9 ?: F! j+ x
. s; [# R6 @, S3 B+ S# I- h i# r
' r7 h5 ?3 `/ F! O: [$ a% [TON_DELAY @ AC100V，100% Load
5 o& G7 G, O1 i. W* {4 UTON_DELAY @ AC240V，100% Load 3 m6 I; n, ?; L f9 n/ V
THOLD_UP @ AC100V，100% Load / Q. v8 w' R* Z( N2 X2 ]
THOLD_UP @ AC240V，100% Load 3 S/ N2 C, F: Q2 M! v3 y
VOVER_SHOOT @ AC100V，100% Load A# L5 m0 Y6 k$ P* `2 n6 L" ~) [
VOVER_SHOOT @ AC240V，100% Load
# p/ ?( g8 \ n$ t) C4.5、动态测试：9 y; d2 V# i p
2 W5 K) k2 H$ X. L: b d1 Q
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。
" ~/ F% u. G( m8 G* B; i9 m6 q) ` I/ V! k
. d' @' |( v# F1 S+ `& [
AC90V/60Hz 5ms ' ]3 Q2 o- X8 A3 `% `
AC264V/50Hz 5ms
( a. A) C, a: Y# N6 {: v* l$ DAC90V/60Hz 10ms % ^# h! n6 T1 J: b9 G" P$ g) ?
AC264V/50Hz 10ms " l6 V3 p: M ?0 }: @5 ]5 s
4.6、其它重要波形测试：" q' l/ \* N c; {; B
, a1 m9 W# o- w* pDRAIN 端（红色）、CS 端（浅蓝色）波形图：
: _5 Q. m/ a. H' F$ I
; s# u3 y X/ I( z8 E% F& \2 k9 ]3 VAC90/60Hz，100% load
+ y6 D* n7 f( X& e0 g4 kAC115/60Hz，100% load
5 Q h# t; J) t7 qAC230/50Hz，100% Load ( d. o: l: b. ?$ _
AC264/50Hz，100% load ( b* e7 E# ^5 z0 z' h
AC264/50Hz 输出短路 . k1 ^" m: z/ T9 {/ ^: w- Y8 E
AC264/50Hz 输出肖特基 : E/ c o6 K0 c" Q4 Z# e
4.7、EMI 评估测试：
! a: Q5 J- ^/ n+ T" |% p+ ]
% \: ]' M7 d5 h$ l" w6 P. z输入：AC115V/60Hz&230V/50Hz；输出负载：水泥电阻；
( }7 ]% a9 ^& a4 D9 D3 l0 {限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
$ _1 U6 R2 y' z
4 c9 D$ y2 v/ x0 r5 ]2 ^$ v7 FAC115V/60Hz L 相 " r) s) [9 l2 P* f
AC115V/60Hz N 相
# a6 b1 J) k1 P8 L& ?6 K# q% rAC230V/50Hz L 相 5 {( O/ R( [& _2 l( M
AC230V/50Hz N 相
- _; D5 r6 q% y6 H5 }5 k0 Q% DAC115V/60Hz 辐射 / U$ W$ _$ R6 m3 `4 f! m. {
AC230V/50Hz 辐射 |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-10-28 22:51:17
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