两款国产IC强强联手,这份电源适配器方案绝了!

在之前的文章中,给大家介绍了基于思睿达主推的国产芯片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。
接下来,要详细的讲讲另一个方案——基于思睿达主推的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。
1、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65w,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cr6890a,同步整流ic为cr3012。
cr6890a+cr3012_19v3.42a 工程样机示意图
cr6890a
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。
芯片特性
● 较低的启动电流(大约3μa)
● 内置软启动减少mosfet应力
● ccm+pfm+qr控制模式
● 内建同步斜坡补偿,消除次谐波震荡
● 内建频率抖动功能,降低emi
● 内置65khz开关频率
● 轻载降低工作频率
● 可编程外置过温保护
● vdd过压保护和输出过压保护功能
● 内置前沿消隐电路
● 内置输出二极管短路保护
● 内置过温保护
● 过载保护
● sot23-6l封装
基本应用
● ac/dc适配器
● 电视及监视器电源
● 充电器
● 存储设备电源
典型应用
管脚排列
管脚描述
cr3012
芯片特性:
● 外置mos sop-8封装同步整流芯片,可工作于ccm、dcm 和qr 模式;
● 最高工作频率400khz,精简外围电路;
● 较低的工作电流和较高的系统效率满足能效要求。
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。
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。
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。
2、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:
3、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 电路示意图和变压器结构图:
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)次级绕组从变压器顶端进出线,磁芯接地;
5)绝缘胶带:3m900 或同等材质;
6)初级绕组感量lp:0.63mh±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:
4、性能评测
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 16awg 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 )
4.2.1 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 load
r&n @ ac90v/60hz,100% load
r&n @ ac264v/60hz,no load
r&n @ ac264v/60hz,100% load
4.3 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2.5a,开启平均值模式测量。
4.3.3 输出过压保护:
短路光耦测1 和2 脚,测试输出电压波形。
115v/60hz 过压保护vo=21.8v
230v/50hz 过压保护vo=21.6v
4.4 动态测试:
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)
ac90v 5ms
ac90v 10ms
ac264v 5ms
ac264v 10ms
4.5 系统延时时间测试:
ton_delay @ ac100v,100% load
ton_delay @ ac240v,100% load
thold_up @ ac100v,100% load
thold_up @ ac240v,100% load
4.6 其它重要波形测试:
初级波形:mos drain(紫色)端、cs(蓝色)
ac90/60hz,100% load
ac115/60hz,100% load
ac230/50hz,100% load
ac264/50hz,100% load
次级波形:mos drain(紫色)端、驱动(蓝色)
ac90/60hz,100% load
ac115/60hz,100% load
ac230/50hz,100% load
ac264/50hz,100% load
5、emi 评估测试
测试条件:
输入:ac115v-60hz/230v-50hz;
输出负载 200w 5.55ω大功率电阻; 
限值标准参考:en55013、en55022b。(辐射测试结果仅供参考)
ac115v/60hz 传导 l 相
ac115v/60hz 传导 n 相
ac230v/50hz 传导 l 相
ac230v/50hz 传导 n 相
ac115v/60hz 辐射测试
ac230v/50hz 辐射测试
关于思睿达微电子 
思睿达是专注于adc、dac、poe和dc / dc 芯片级解决方案的高科技企业,目前同步推广启臣微全系列产品,希望将启臣15年在电源行业这份积淀,这份坚持发扬光大。思睿达同时也可以提供芯片级定制服务。


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