本文是基于思睿达主推的CR6890H 60W电源适配器方案,该方案除了具有良好的动态负载能力;同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能,最重要的是效率高、成本低,可完美匹配行业需求。
01
样机介绍
该报告是基于能够适用于宽输入电压范围,输出功率60W,恒压输出的电源适配器样机,PWM控制IC采用了思睿达主推的CR6890H。CR6890H_20V3A 工程样机示意图CR6890H 芯片
CR6890H是一款高集成度、低待机功耗的CCM+PFM 混合电流模式PWM 控制器。CR6890H 轻载时会降低频率,最低频率22kHz 可避免音频噪声。CR6890H 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。CR6890H 提供SOT23-6L的封装。
特性
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较低的启动电流 (大约3μA)
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内置软启动减少MOSFET应力
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带有Peak_load 升频功能;
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CCM+PFM控制模式
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内建同步斜坡补偿,消除次谐波震荡
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内建频率抖动功能,降低EMI
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内置65kHz开关频率
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轻载降低工作频率
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15ms倍频模式
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可编程外置过温保护并进入latch
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VDD过压保护和输出过压保护功能并进入latch
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内置前沿消隐电路
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内置输出二极管短路保护
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内置过温保护并进入latch
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过载保护
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SOT23-6L封装
基本应用
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AC/DC适配器
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电机类适配器
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充电器
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存储设备电源
典型应用
管脚排列
管脚描述
样机PCBA尺寸:107*45*28mm,是一款全电压实现20V3A输出的电源适配器。90VAC满足启动时间的条件下AC264V样机待机功耗<58mW;全电压输入时平均效率>89.2%;输出接18AWG1.5米线能够满足“COC_T2” 能效标准。样机具有良好的动态负载能力;同时具有“软启动、OCP、SCP、OVP、OTP自动恢复”等多种保护功能。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。02
样机特性
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。2.1、输入特性: 2.2、输出特性(PCB END): 2.3、整机参数: 2.4、保护功能测试: 2.5、工作环境: 2.6、测试仪器:03
样机结构信息
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。3.1、电路原理图及BOM:3.1.1、原理图: 3.1.2、元器件清单: 3.1.3、PCB 布局&布线:PCB 顶层布局PCB 底层布局PCB 底层布线3.2、变压器绕制工艺:3.2.1 电路示意图: 3.2.2 、规格参数:1)骨架:PQ2620 磁芯(5+5PIN),Ae=119mm²;2)材质:TDK PC40 或同等材质;3)初级、反馈: 2UEW 漆包线;次级: 三层绝缘线;4)N1 N6 N7 绕组从变压器针脚B 进线从顶部A 出线,磁芯接地;5)绝缘胶带:3M900 或同等材质;6)初级绕组感量Lp:0.6mH±5%(测试条件:0.3V,10kHz);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)耐压测试= 3.3KV 5mA 1Min;9)成品要求:浸凡立水;3.2.3、变压器参数: 3.2.4、变压器结构图:04
性能测评
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。4.1、输入特性: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。表1 待机功耗 表2 输出接1.5M 18AWG Cable100%负载下的输入特性 表3 效率测试(1.5M 18AWG Cable) 表4 效率测试(PCB END) 表5 能效等级评估(1.5M 18AWG Cable) 4.2、输出特性:4.2.1、线性调整率和负载调整率: ( 1.5M 18AWG Cable ) 4.2.2、输出电压纹波: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。 R&N @ AC90V/60Hz,No LoadR&N @ AC90V/60Hz,100% LoadR&N @ AC264V/50Hz,No LoadR&N @ AC264V/50Hz,100% Load4.3、保护功能:以下涉及过流保护、短路保护的测试。4.3.1、过流保护: 4.3.2、短路保护:功率计电流量程2.0A,开启平均值模式测量。 4.3.3、Peak_load 功能测试:该项测试输出电流设置从A=3A 到B=7A,20mS 周期动态带载,上升/下降幅度设置3A/uS。AC115V 发波周期12.6mS,Vo 最低15.6VAC115V Peak_load 功能升频151.52KHZAC230V 发波周期11.2mS,Vo 最低18.2VAC230V Peak_load 功能升频151.52KHZ4.4、动态测试: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0.25A/us。(1.5M 18AWG Cable) AC90V_5msAC90V_10msAC264V_5msAC264V_10ms4.5、系统延时时间测试: TON_DELAY @ AC100V,100% LoadTON_DELAY @ AC240V,100% LoadTHOLD_UP @ AC100V,100% LoadTHOLD_UP @ AC240V,100% Load4.6、其它重要波形测试:AC90/60Hz,100% Load CS 波形AC230/50Hz,100% Load Gate 波形AC264/50Hz,100% Load 输出肖特基波形AC264/50Hz,100% Load MOS-D 端波形05
温升测试
测试条件:带外壳在40℃环温下长时间带载3A 老化。06
EMI 评估测试
测试条件:输入:AC115V/230V;水泥电阻阻值6.67Ω,带线1.5M 18AWG 测试;限值标准参考:EN55013、EN55022B。(测试结果仅供参考)AC115V 传导L 相AC115V 传导N 相AC230V 传导L 相AC230V 传导N 相AC115V 辐射AC230V 辐射-
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