一份高性價比的電源適配器方案，這顆芯片讓你少走彎路

本文將為大家介紹下基于思睿達(dá)主推的CR6891B60W電源適配器方案。其中，CR6891B是一款高集成度、低待機(jī)功耗的 CCM+PFM+QR混合電流模式PWM控制器。QR模式最高工作頻率達(dá)到 77kHz，CCM模式下最高工作頻率65kHz。

接下來，就讓我們一起來看看這個方案的具體內(nèi)容。

01、樣機(jī)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(jī)，PWM控制IC采用了思睿達(dá)主推的CR6891B。

CR6891B_20V3A工程樣機(jī)示意圖

CR6891B產(chǎn)品概述

CR6891B是一款高集成度、低待機(jī)功耗的 CCM+PFM+QR混合電流模式PWM控制器。QR模式最高工作頻率達(dá)到 77kHz， CCM模式下最高工作頻率65kHz ，CR6891B輕載時會降低頻率，最低頻率 22kHz可避免音頻噪聲。CR6891B提供了 完整的保護(hù)功能，如 cycle-by-cycle 電流限制、OCP、OTP、VDD_OVP、UVLO等， 還可以通過DEM 腳設(shè)置輸入欠壓和輸入過壓保護(hù)。軟啟動功能可以減少系統(tǒng)啟動時MOSFET的應(yīng)力，前沿消隱時間簡化了系統(tǒng)應(yīng)用。通過頻率抖動和軟驅(qū)動電路的設(shè)計，降低開關(guān)噪聲，簡化了EMI設(shè)計。CR6891B提供 SOT23-6L的封裝。

芯片特性

● SOT23-6封裝的副邊PWM反激功率開關(guān)；

● 可編程輸入欠壓保護(hù)和輸入過壓保護(hù)；

● CCM+PFM+QR控制模式；

● 內(nèi)置軟啟動，減小MOSFET的應(yīng)力，斜坡補(bǔ)償電路；

● 65kHz開關(guān)頻率，具有頻率抖動功能，使其具有良好的EMI特性；

● 具有“軟啟動、OCP、SCP、OTP、OVP 自動恢復(fù)等保護(hù)功能；

● 電路結(jié)構(gòu)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(yīng)用

●AC/DC適配器

●電視及監(jiān)視器電源

●充電器

●存儲設(shè)備電源

典型應(yīng)用

管腳排列

管腳描述

樣機(jī)PCBA尺寸：107*45*28mm，是一款全電壓實現(xiàn)20V3A輸出的電源適配器。90VAC滿足啟動時間的條件下AC264V樣機(jī)待機(jī)功耗<58mW；全電壓輸入時平均效率>89.3；輸出接18AWG1.5米線能夠滿足“COC_T2” 能效標(biāo)準(zhǔn)。

樣機(jī)具有良好的動態(tài)負(fù)載能力；同時具有“軟啟動、OCP、SCP、OVP、OTP自動恢復(fù)”等多種保護(hù)功能。

樣機(jī)的變壓器，采用了PQ2620磁芯（PC40材質(zhì)），變壓器繞制工藝部分，請見后文詳細(xì)說明。

02、樣機(jī)特性

以下表格為工程樣機(jī)的主要特性，具體測試方法在第 4 章節(jié)中有詳細(xì)說明。

2.1、輸入特性：

2.2 輸出特性(PCB END)：

2.3、整機(jī)參數(shù)：

2.4、保護(hù)功能測試：

2.5、工作環(huán)境：

2.6、測試儀器：

03、樣機(jī)結(jié)構(gòu)信息

本小節(jié)展示了工程樣機(jī)的電路、版圖結(jié)構(gòu)，變壓器結(jié)構(gòu)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：

PCB 頂層布局

PCB 底層布局

PCB 底層布線

3.2、變壓器繞制工藝：

3.2.1 電路示意圖：

3.2.2、規(guī)格參數(shù)：

1）骨架：PQ2620 磁芯（5+5PIN）,Ae＝119mm2；

2）材質(zhì)：TDK PC40 或同等材質(zhì)；

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(jìn)線從頂部 A 出線，磁芯接地；

5）絕緣膠帶:3M900 或同等材質(zhì)；

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(nèi)(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(shù)：

3.2.4、變壓器結(jié)構(gòu)圖：

04、性能測評

本小節(jié)對工程樣機(jī)的輸入部分、輸出部分、各種保護(hù)以及一些時序進(jìn)行了測 試，以下詳解了測試方法及結(jié)果。從測試結(jié)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(jīng)過在不同的輸入電壓(從 90V/60Hz 到 264V/50Hz)和不同負(fù)載條件 （空載和滿載）下測試，得到待機(jī)功耗、效率及平均效率。

表 1 待機(jī)功耗

表 2 輸出接 1.5M 18AWG Cable100%負(fù)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(diào)整率和負(fù)載調(diào)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(lián) 0.1uF/50V 的瓷片電容和 10uF/50V 電解電容，帶寬限制為 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、保護(hù)功能：

以下涉及過流保護(hù)、短路保護(hù)的測試。

4.3.1、過流保護(hù)：

4.3.2、短路保護(hù)：

功率計電流量程 2.0A，開啟平均值模式測量。

4.3.3 、AC_Bo 和 LINE_OVP 功能測試：

該項測試輸出電流設(shè)置為 1A。

AC 電壓<73V 時會觸發(fā) AC_BO 功能?

AC 電壓>275V 時會觸發(fā) LINE_OVP 功能

4.3.4、VOUT_OVP 功能測試：

VOUT_OVP 保護(hù)整體波形圖?

VOUT_OVP 保護(hù)展開波形圖

4.4、動態(tài)測試：

輸出動態(tài)負(fù)載電流設(shè)置為 3A 持續(xù) 5ms/10ms，然后為 0A 持續(xù) 5ms/10ms 并持 續(xù)循環(huán)，上升/下降設(shè)置為 0.25A/us。(1.5M 18AWG Cable)

AC90V_5ms?

AC90V_10ms

AC264V_5ms

AC264V_10ms

4.5、系統(tǒng)延時時間測試：

TON_DELAY?@ AC100V，100% Load

TON_DELAY?@ AC240V，100% Load?

THOLD_UP?@ AC100V，100% Load?

THOLD_UP?@ AC240V，100% Load

4.6、其它重要波形測試：

AC90/60Hz，100% Load CS 波形?

AC230/50Hz，100% Load Gate 波形?

AC264/50Hz，100% Load MOS-D 端波形

AC264/50Hz，100% Load 輸出肖特基波形

05、溫升測試

測試條件：帶外殼在 40℃環(huán)溫下長時間帶載 3A 老化。

06、EMI 評估測試

測試條件：

輸入：AC115V/230V；

輸出負(fù)載 6.67Ω水泥電阻；

限值標(biāo)準(zhǔn)參考：EN55013、EN55022B。（測試結(jié)果僅供參考）

AC115V 傳導(dǎo) L 相?

AC115V 傳導(dǎo) N 相

AC230V 傳導(dǎo) L 相?

AC230V 傳導(dǎo) N 相

關(guān)于思睿達(dá)微電子

思睿達(dá)是專注于ADC、DAC、PoE和DC / DC 芯片級解決方案的高科技企業(yè)，目前同步推廣啟臣微全系列產(chǎn)品，希望將啟臣15年在電源行業(yè)這份積淀，這份堅持發(fā)揚(yáng)光大。思睿達(dá)同時也可以提供芯片級定制服務(wù)。