本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-11-24 11:45 编辑 * S! ^8 e5 s( E0 t
7 o8 M9 L H! i4 e& E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。4 U/ r) @, e+ I& t# L, v
) w* E5 ?6 Y7 P/ P2 X
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。$ x* I+ ^; N1 W# J' |; m" f
& Z( }/ V! R% K, ]. a9 v$ k
1、样机介绍* L* c ~* B& ^& j {. M
8 G% g" N; d( M" e& }- R3 X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。+ }' g; Y9 @: ?1 W5 X9 O' N6 H
0 ~& [8 B0 v; J/ S8 p4 C
, T y' b( \ k: k T% }7 w8 T
CR6890A+CR3012_19V3.42A 工程样机示意图 CR6890A
) ?* d! T4 N3 o8 f. I, d$ N p1 J& o' N, l; g5 {
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。. U1 S: j. {6 A' E1 Z! [
+ {% O# h- y- Z0 z8 S; W
芯片特性
- d& O! [1 |1 [4 r% B% I& t
$ ^& s, J3 V5 `$ \● 较低的启动电流(大约3μA) d& P% x( O& ~. C9 L
' Q8 I% `8 R! e( x● 内置软启动减少MOSFET应力
+ T( v: _' h0 ~- I; f0 W1 N
) m% e& B& [( S g1 }: C$ R# a0 Y● CCM+PFM+QR控制模式
! Y3 W) k) X3 C7 V/ X& o% D- y
( }% v5 |8 Z# h" d5 r) t8 C3 I● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
; u- w1 _6 @* }6 L, U
0 F8 n& c& ~( m5 v6 r● 内建频率抖动功能，降低EMI
# {, k: |' |5 @- i0 Z: s
, r, H* B. [ B0 ?+ ]4 ?* L● 内置65kHz开关频率4 z/ {, z- B, B& e8 [9 Q# N
: A) _: ^- s& X5 B6 _. H3 L
● 轻载降低工作频率6 d2 f. V" E; P& U
4 n" v. E# t( E/ d● 可编程外置过温保护2 E! |8 s1 Y6 z; W5 D& j* W1 {
2 N+ `1 X8 S& b: I- Q% D4 f● VDD过压保护和输出过压保护功能
. x _1 m3 S# \
I: k. ~$ X5 Z( L1 i! W● 内置前沿消隐电路+ B H6 L; [% i Y1 P$ a
$ ~+ o1 G3 p% x, `! I
● 内置输出二极管短路保护
0 I- y7 } T# P
* G& P6 O% f7 j& y1 k5 n● 内置过温保护
8 D* x7 v6 w4 ^& C5 B2 o) J5 {, B X; _
● 过载保护: R& y. b" R& b
! b, F1 J$ M3 K* e! Q8 a! P U
● SOT23-6L封装
( p; A. T0 n) ~7 H! K0 _% }* G$ n7 @6 q4 S" i3 Z; V$ W
基本应用, ~! G: l1 t! @, e+ m" X" u/ w
. K' f! V' W# P9 Q3 X& f; {3 j
● AC/DC适配器) R6 l; A8 W! H
; C" l+ A, i1 j( Z4 [, z● 电视及监视器电源
9 V+ A( S: [6 e3 c
4 E1 S+ e% N3 T* Z' h1 q& V● 充电器
6 z' q7 w; T3 E. k5 i0 b" Q" e
1 c. ]& f6 o$ Q- m' G4 o. ~● 存储设备电源
2 c% i6 h, s6 }) F" j k- ^
% D1 u q$ h, A" O' R5 R, ]典型应用
; h: Z) G# B8 a, c) r% }) x( L; B p$ ?( u: u. @) H( F; n4 W
管脚排列* N) v; F( O2 t: d
, }! Q/ t8 u) N& L
) C$ e- c* ?3 |管脚描述. I9 o% n9 l! E4 E4 b4 V
CR30126 c1 {, g" `! O* h9 r+ n% J
% q; ^6 E# ` D! h
芯片特性：; r- a/ p3 _) O% n! t
; T; D( m/ j( o. y/ x● 外置MOS SOP-8封装同步整流芯片，可工作于CCM、DCM 和QR 模式；- t1 F8 Q0 k6 k; U
● 最高工作频率400KHz，精简外围电路；
% x4 K/ T4 S; r y● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
2 E) x% |( }" ?, a9 n0 o6 q
/ U. a5 U4 j- S# P9 y7 v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。/ C0 b2 T. E0 F1 r* O
3 L! G" v/ n2 t5 L5 r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。
! H$ E! N7 C% t5 s4 }4 I( R8 _
# {" m1 y( s- {. f$ B3 M, ~( f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。
+ P# A9 G, _9 \2 O: M
- Z' ^7 I9 e8 ~3 A$ r f! A! p2、样机特性$ } B" `" S c9 ~6 N7 k
6 b. i7 t. J1 |" N1 l. w1 _ @4 m
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。* z: b& l. l1 w
F( z. Z8 G5 S' ^# j2.1 输入特性：& b- t, I3 m1 A
& f- h; p$ w, d. z! n+ S4 X
2.2 输出特性(PCB END)：
' B" h, T1 r- h" v0 J$ `7 ^3 k7 Y* k* h& a( W8 a
2.3 整机参数：
9 X( n- |- }% H# G; _; F; A
" O: y7 {, v) n6 [2.4 保护功能测试：
) d! ]8 {: Z) F0 O) }! r- |$ `# Z8 i2 b( a& U+ _% W( w
2.5 工作环境：3 a0 I( U* H. L. {
8 g, a. ]4 q# O$ |6 m' C2.6 测试仪器：
$ O* W9 l/ l. v, E
$ e) W# F! W5 F. m, i3、样机结构信息+ {( ?/ {, e' a+ [9 G8 b; I% ~
& ^+ \9 j9 k- D$ C! `7 `5 t0 O6 X: q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。- j5 n0 n: W1 w0 t
7 T5 }( J6 C9 J4 `1 a+ o
3.1 电路原理图及BOM：# a5 O: G6 I J: V! I* ~
. V e% L' }1 { J0 v8 ^" v) E3.1.1 原理图：1 S: ]; }0 j6 n- b% k( J
5 A9 X& ^7 ^% {5 ~7 P4 F
3.1.2 元器件清单：
0 n b& b7 l+ L9 J$ r( ~3 t" z' R/ S3 s* {9 ^3 k( n# i0 y# h1 E
6 G4 l/ G. }+ l3 L& i3 _6 L7 U& O+ M
3.1.3 PCB 布局&布线：" u4 \: B" h, W5 O, P
) h: p# \! M' }' d/ vPCB 顶层布局
4 n) |2 Y) d4 W. Q; F ~6 Z$ M, s) hPCB 底层布局
8 R5 p, m$ j; I/ ^+ _% F4 ?% i1 Y2 KPCB 底层布线
9 k5 O7 e5 h9 H$ L- l3.2 变压器绕制工艺：
5 E; s6 d* e4 v7 I7 w0 P2 c8 m7 p
3.2.1 电路示意图和变压器结构图：
; l) K0 y3 C# S
6 z% ^2 m' d a( d4 o1 H- Q2 ?6 o7 g! F& `
3.2.2 规格参数：* l" ^; u) N3 W* W0 H, q
0 E) |; h# W2 I" Z2 j2 t. }( l1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm²；
! Z0 q( Z, n1 z% ~1 A/ R2）材质：TDK PC40 或同等材质；
~. h; R' T% k3）初级、反馈: 2UEW 漆包线；次级: 三层绝缘线；
! s. t2 Y2 \! O y# a+ e% U4）次级绕组从变压器顶端进出线，磁芯接地；
2 k v/ _- e+ A5）绝缘胶带:3M900 或同等材质；2 C `8 z9 x+ a' G- u
6）初级绕组感量Lp：0.63mH±5%（测试条件：0.3V，10kHz）；
& k4 D. t6 | V$ {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 f% I, ]2 {5 P# C- R
8）耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min；
2 l( G: S" J/ J: g. x9 ?9）成品要求：浸凡立水；
5 T: ]0 o, d8 y9 o2 k/ J4 I0 e) V% H9 j' ]; C9 l2 K B* ?
3.2.3 变压器参数:
* U5 P3 F: G! j$ d. k0 d% |4 |% i+ Z; w, z
4、性能评测
$ I& u9 u' d+ {% `' q' d8 P Y2 r. x7 X. p1 A6 H
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。+ ]0 O3 {4 @0 z+ [% a
; z' p! t! i8 I1 s0 ]. ?4.1 输入特性：
9 @. i0 ]! w+ u2 I/ \4 t
9 F, o" h9 q( ?) c& w% l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。
3 z. [) N/ u# ?/ @; ~9 o+ U
2 V3 I2 [. s( o3 F! c6 s表1 待机功耗
_7 p6 ]* m5 F* \: M/ H) u" E9 }2 E5 o# i6 O
表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性
, x- w' C/ K6 L9 B9 c9 O, i9 p8 C$ t; B6 s
表3 效率测试（1.5M 18AWG Cable）0 A/ c" O: ~% v* ^0 Q9 I. B
9 |, k+ O; p$ N2 _) j8 R% @
表4 效率测试（PCB END）
0 U* g% ]) H0 |6 j* z
$ K+ b4 J4 K. d' S p$ e, @: C表5 能效等级评估（1.5M 16AWG Cable）- h- k( g/ Q& q- L5 b& q
# o) x8 z/ ~" S
4.2 输出特性：
8 j5 N/ C6 v; {, D$ h) f3 h3 Q1 {6 s$ t. E7 f
4.2.1 线性调整率和负载调整率: （ 1.5M 18AWG Cable ）
/ n) c/ B; H8 V3 J8 t+ `, T4 Q$ |1 W) D/ L
4.2.1 输出电压纹波：' ~0 z5 w; i8 v" @& n: l( {
T9 c% z$ T: k
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。
6 D: m [# } |5 u9 f
" x' D" h# b6 t- Q3 W l6 B
% K. z4 M5 @4 q& c2 jR&N @ AC90V/60Hz,No Load ! v; c/ A9 H! C; T( `1 x
R&N @ AC90V/60Hz,100% Load 8 `/ [ k# Y* V' R2 U {
R&N @ AC264V/60Hz,No Load
% p! c4 X. f1 \* H, eR&N @ AC264V/60Hz,100% Load 4.3 保护功能：
. d# l: C: \ r4 H) a8 ?4 u% j1 p( t; |' H
以下涉及过流保护、短路保护的测试。) ] S" H# B" a1 {, r2 g
- F4 m2 d% J6 S" n0 v/ }7 o4.3.1 过流保护：' ^$ s( U: X1 l2 ^5 j
% u; x; W6 C1 U0 \. ^* R
4.3.2 短路保护：
8 k" G0 g5 ~* d; {+ a g" Z% A- O6 J! L8 z
功率计电流量程2.5A，开启平均值模式测量。
4 G+ J8 x# b0 F+ \/ W3 F: s- Z/ O; C; p3 K' D# |: {/ U3 w
4.3.3 输出过压保护：, M; U4 I6 N `# p) p4 I# ^5 x
% X( Z8 @3 R& u0 D( I' M
短路光耦测1 和2 脚，测试输出电压波形。
) m" X( u2 q" _! I5 C M0 [
4 v9 }3 K% b, ~$ B( S2 p115V/60HZ 过压保护VO=21.8V
: R9 B! r- Y6 |+ z" R4 y6 z2 p @& w230V/50HZ 过压保护VO=21.6V # X2 Q2 c% Y, Q- h J4 }! Z' I
4.4 动态测试：* J( w; X: D( F5 E+ [$ W0 s
5 E9 Z( o! O- z/ u& ^8 p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)
; w `' }! u! d/ ~+ G2 F) n9 i
. U# E# T/ [- J# D0 W- T; Z2 h7 y
- X; Q# z0 I7 h; NAC90V 5ms
( s5 Y4 k0 e3 W# aAC90V 10ms 3 C7 `' A: x$ {- S
AC264V 5ms ' s: d+ j( t% f' o
AC264V 10ms 4.5 系统延时时间测试：
; p5 G& ^+ Z) U. U7 y m- G" ^5 v8 c* i! N/ e
: l" @3 }- A e7 a9 V2 X1 i4 P, E
TON_DELAY @ AC100V，100% Load ; W, U; V, f( Y" g/ h. O
TON_DELAY @ AC240V，100% Load
- _7 | M% {- d. G# {( VTHOLD_UP @ AC100V，100% Load + B, n1 a% _( q7 H* @4 } F
THOLD_UP @ AC240V，100% Load
2 a' w2 O _, p: X- ~; k4.6 其它重要波形测试：
+ E( U" i z6 A, x8 j: l0 h" J4 P
- g! q* F7 g2 I9 h: H初级波形：MOS DRAIN（紫色）端、CS（蓝色）
# w/ s! f- N4 u# A! n9 u0 P- V6 @1 d! k) d
AC90/60Hz，100% Load 0 C' t) `: T5 @; L
AC115/60Hz，100% Load 5 f1 G5 F# c( p. R
AC230/50Hz，100% Load
' N; g" i6 q+ _/ L/ o, ~5 ~! oAC264/50Hz，100% Load
; l% i5 q; h+ {" e6 ?4 `. m3 u次级波形：MOS DRAIN（紫色）端、驱动（蓝色）
& S- a7 e p& a' XAC90/60Hz，100% Load
5 @4 Y( K, |2 S' m. o. uAC115/60Hz，100% Load * L' g! i3 U6 O* |' x, {
AC230/50Hz，100% Load
0 X% X6 N$ ]6 z4 j2 xAC264/50Hz，100% Load
% p; h6 `2 E% F1 I+ i1 a: N5、EMI 评估测试
+ E$ R, l5 Q- P4 i2 m6 k% j; X+ w6 D# F7 C2 E
测试条件：
+ n* E1 }8 f$ g" {输入：AC115V-60HZ/230V-50Hz；
3 y& `: G; z' V( Z0 `& a! t输出负载 200W 5.55Ω大功率电阻；
n [2 P0 ?3 E5 X# ]* V+ |) E1 Q限值标准参考：EN55013、EN55022B。（辐射测试结果仅供参考）
* {' e$ O; [$ Q1 j0 m7 C5 Q' c
9 C9 m. {/ x) E$ g& c9 u; _6 Y$ NAC115V/60Hz 传导 L 相 5 A6 ~% o& O; X
AC115V/60Hz 传导 N 相
; g. h% M1 r9 U0 P" d- P! iAC230V/50Hz 传导 L 相
+ c' }- V: H! f! bAC230V/50Hz 传导 N 相
! P5 y5 H+ b7 [( W6 nAC115V/60Hz 辐射测试
) U- L& ^4 O# }2 ]! P- n% JAC230V/50Hz 辐射测试
: u) s' j) s! ^! Z1 q) v9 w
C! G: |0 Q6 |2 z: V% U3 I
. j G# C1 J4 d9 D |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-11-24 11:25:40
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