本文是基于思睿達主推的CR6890H 60W電源適配器方案,該方案除了具有良好的動態負載能力;同時具有“軟啟動、OCP、SCP、OVP、OTP自動恢復”等多種保護功能,最重要的是效率高、成本低,可完美匹配行業需求。
01、樣機介紹
該報告是基于能夠適用于寬輸入電壓范圍,輸出功率60W,恒壓輸出的電源適配器樣機,PWM控制IC采用了思睿達主推的CR6890H。
CR6890H_20V3A 工程樣機示意圖
CR6890H 芯片
CR6890H是一款高集成度、低待機功耗的CCM+PFM 混合電流模式PWM 控制器。CR6890H 輕載時會降低頻率,最低頻率22kHz 可避免音頻噪聲。CR6890H 提供了完整的保護功能,如cycle-by-cycle 電流限制、OCP、OTP、VDD_OVP、UVLO 等,還可以通過PRT腳分別精確設置外置過溫保護和輸出電壓過壓保護。軟啟動功能可以減少系統啟動時MOSFET 的應力,前沿消隱時間簡化了系統應用。通過頻率抖動和軟驅動電路的設計,降低開關噪聲,簡化了EMI 設計。CR6890H 提供SOT23-6L的封裝。
特性
●較低的啟動電流 (大約3μA)
●內置軟啟動減少MOSFET應力
●帶有Peak_load 升頻功能;
●內建同步斜坡補償,消除次諧波震蕩
●內建頻率抖動功能,降低EMI
●可編程外置過溫保護并進入latch
●VDD過壓保護和輸出過壓保護功能并進入latch
●內置輸出二極管短路保護
●內置過溫保護并進入latch
●電路結構簡單、較少的外圍元器件,適用于小功率AC / DC 電源適配器、充電器。
基本應用
●AC / DC適配器
●電機類適配器
●充電器
●存儲設備電源
典型應用
管腳排列
管腳描述
樣機PCBA尺寸:107*45*28mm,是一款全電壓實現20V3A輸出的電源適配器。90VAC滿足啟動時間的條件下AC264V樣機待機功耗<58mW;全電壓輸入時平均效率>89.2%;輸出接18AWG1.5米線能夠滿足“COC_T2” 能效標準。
樣機具有良好的動態負載能力;同時具有“軟啟動、OCP、SCP、OVP、OTP自動恢復”等多種保護功能。
樣機的變壓器,采用了PQ2620磁芯(PC40材質),變壓器繞制工藝部分,請見后文詳細說明。
02、樣機特性
以下表格為工程樣機的主要特性,具體測試方法在第4 章節中有詳細說明。
2.1、輸入特性:
2.2、輸出特性(PCB END):
2.3、整機參數:
2.4、保護功能測試:
2.5、工作環境:
2.6、測試儀器:
03、樣機結構信息
本小節展示了工程樣機的電路、版圖結構,變壓器結構及工藝。
3.1、電路原理圖及BOM:
3.1.1、原理圖:
3.1.2、元器件清單:
3.1.3、PCB 布局&布線:
3.2、變壓器繞制工藝:
3.2.1 電路示意圖:
3.2.2 、規格參數:
1)骨架:PQ2620 磁芯(5+5PIN),Ae=119mm2;
2)材質:TDK PC40 或同等材質;
3)初級、反饋: 2UEW 漆包線;次級: 三層絕緣線;
4)N1 N6 N7 繞組從變壓器針腳B 進線從頂部A 出線,磁芯接地;
5)絕緣膠帶:3M900 或同等材質;
6)初級繞組感量Lp:0.6mH±5%(測試條件:0.3V,10kHz);
7)漏感量LLK:要求控制在初級繞組的5%以內(測試條件:0.3 V,10kHz));
8)耐壓測試= 3.3KV 5mA 1Min;
9)成品要求:浸凡立水;3.2.3、變壓器參數:
3.2.4、變壓器結構圖:
04、性能測評
本小節對工程樣機的輸入部分、輸出部分、各種保護以及一些時序進行了測試,以下詳解了測試方法及結果。從測試結果來看,以下各項測試均合格,能夠滿足大部分客戶的要求。
4.1、輸入特性:
本模板經過在不同的輸入電壓(從90V/60Hz 到264V/50Hz)和不同負載條件(空載和滿載)下測試,得到待機功耗、效率及平均效率。
表1 待機功耗
表2 輸出接1.5M 18AWG Cable100%負載下的輸入特性
表3 效率測試(1.5M 18AWG Cable)
表4 效率測試(PCB END)
表5 能效等級評估(1.5M 18AWG Cable)
4.2、輸出特性:
4.2.1、線性調整率和負載調整率: ( 1.5M 18AWG Cable )
4.2.2、輸出電壓紋波:
注:紋波及噪聲在1.5M 18AWG 處測試,測試端并聯0.1uF/50V 的瓷片電容和10uF/50V 電解電容,帶寬限制為20MHz。
4.3、保護功能:
以下涉及過流保護、短路保護的測試。
4.3.1、過流保護:
4.3.2、短路保護:
功率計電流量程2.0A,開啟平均值模式測量。
4.3.3、Peak_load 功能測試:
該項測試輸出電流設置從A=3A 到B=7A,20mS 周期動態帶載,上升/下降幅度設置3A/uS。
4.4、動態測試:
輸出動態負載電流設置為3A 持續5ms/10ms,然后為0A 持續5ms/10ms 并持續循環,上升/下降設置為0.25A/us。(1.5M 18AWG Cable)
4.5、系統延時時間測試:
4.6、其它重要波形測試:
05、溫升測試
測試條件:帶外殼在40℃環溫下長時間帶載3A 老化。
06、EMI 評估測試
測試條件:
輸入:AC115V/230V;水泥電阻阻值6.67Ω,帶線1.5M 18AWG 測試;
限值標準參考:EN55013、EN55022B。(測試結果僅供參考)
關于思睿達微電子
思睿達是專注于ADC、DAC、PoE和DC / DC 芯片級解決方案的高科技企業,目前同步推廣啟臣微全系列產品,希望將啟臣15年在電源行業這份積淀,這份堅持發揚光大。思睿達同時也可以提供芯片級定制服務。
多種方案,歡迎隨時交流溝通。思睿達聯系人:何工 18923426660,E-mail:manjie@threeda.com,歡迎來電咨詢,申請樣品。感謝!
審核編輯:符乾江
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