在上一篇文章中,我们介绍了思睿达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控制采用了思睿达主推的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。
下面我们来了解下这个应用方案。
01、样机介绍
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采用了思睿达主推的cr6890a。
cr6890a_12v3a 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,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。
芯片特性
● cr6890a 是一款高能效ccm+pfm+qr 绿色节能pwm 控制器;
● 内置软启动,减小mosfet 的应力,内置斜坡补偿电路;
● 固定65khz 开关频率,具有频率抖动功能,有良好的emi 特性;
● 全电压输入范围,待机功耗: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。
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。
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&布线
pcb底层布局&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:rm8 立式(6+6pin),ae=64mm²;
2)材质:tdk pc40 或同等材质;
3)n1、n2、n5: 2uew 漆包线;n3、n4: 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:850uh±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:0.3v,10khz);
8)耐压测试= 3kv 5ma 1min;
9)成品要求:浸凡立水;
3.2.3、变压器参数:
3.2.4、变压器结构示意图:
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100%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 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/50hz,no load
r&n @ ac264v/50hz,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、过流保护及恒流特性
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、过压保护测试:
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。
ac90v/60hz ovp
ac264v/50hz ovp
4.4、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
vover_shoot @ ac100v,100% load
vover_shoot @ ac240v,100% load
4.5、动态测试:
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。
ac90v/60hz 5ms
ac264v/50hz 5ms
ac90v/60hz 10ms
ac264v/50hz 10ms
4.6、其它重要波形测试:
drain 端(红色)、cs 端(浅蓝色)波形图:
ac90/60hz,100% load
ac115/60hz,100% load
ac230/50hz,100% load
ac264/50hz,100% load
ac264/50hz 输出短路
ac264/50hz 输出肖特基
4.7、emi 评估测试:
输入:ac115v/60hz&230v/50hz;
输出负载:水泥电阻;
限值标准参考:en55013、en55022b。(辐射测试结果仅供参考)
ac115v/60hz l 相
ac115v/60hz n 相
ac230v/50hz l 相
ac230v/50hz n 相
ac115v/60hz 辐射
ac230v/50hz 辐射
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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