電源適配器是一種將交流電轉換成直流電，并將電流和電壓調整到特定范圍，以滿足電子設備正常工作所需的電力設備。它的應用領域非常廣泛，主要有工業自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明、工控設備、通訊設備、電力設備等領域。

下面為大家帶來一款基于思睿達主推的CR6900E 24V3A LPS電源適配解決方案，該方案滿足LPS電源應用要求：超過100W應用功率系統發生保護；滿足打印機電源應用要求：最大輸出電流能力接近額定輸出電流能力3倍。

1、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72W，恒壓輸出的LPS電源適配器樣機，PWM控制IC采用了思睿達主推的CR6900E。

CR6900E_24V3A工程樣機示意圖：

關于CR6900E：高能效綠色多模式PWM控制器

概述

CR6900E是一款高集成、高性能電流型PWM控制器，具有低功耗、寬VDD工作電壓特點。該控制電路在整個負載范圍內都有比較高的轉換效率。芯片內部頻率優化實現了優異的EMI效果，限制最小工作頻率為22kHz，避免工作時產生噪聲。

CR6900E提供了完整的保護功能，包括逐周期過流保護(OCP)，過載保護（OLP ）,外部過溫保護以及內部過溫保護，輸出短路保護（SCP），輸出二極管短路保 護，輸出過壓保護和VDD過壓保護。

CR6900E采用SOT23-6L封裝。

主要特點

●較低的啟動電流

●內置軟啟動減少MOSFET應力

●CCM+QR+CRM控制模式

●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

●內置65kHz開關頻率

●內置125kHz倍頻工作模式

●輕載降低工作頻率

●可編程外置過溫保護

●內置輸出短路保護

●可編程輸出過流保護(OCP)

●可編程輸出過功率保護（OPP）

●長達4s的OCP延時；OPP/OCP可達2.5倍

●VDD過壓保護和輸出過壓保護功能

●內置前沿消隱電路

●內置輸出二極管短路保護

●內置過溫保護

●過載保護

●SOT23-6L封裝

基本應用

●打印機電源

●LPS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24V3A輸出的電源適配器。滿足LPS電源應用要求：超過100W應用功率系統發生保護；滿足打印機電源應用要求：最大輸出電流能力接近額定輸出電流能力3倍。輸出接18AWG1.5米線，全電壓輸入時平均效率>88%。

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PQ3220磁芯（PC40材質），變壓器繞制工藝部分，請見后文詳細說明。

2、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：

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：

3、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：

PCB 頂層布局

PCB 底層布局/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：PQ3220 磁芯（6+6PIN）,Ae＝170mm2；

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；屏蔽：銅箔；

4）絕緣膠帶:3M900或同等材質；

5）初級繞組感量Lp：300uH±5%（測試條件：0.3V，10kHz）；

6）漏感量LLK：要求控制在初級繞組的5%以內(測試條件：0.3V，10kHz）)；

7）磁芯接PIN2；

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：

4、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）

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。

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、保護功能：

以下涉及過流保護、短路保護的測試。

4.3.1 OCP、OPP測試：

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：

1）AC115V時：負載從3A切換到8A，測試Peak_Load可持續時間，及最大工作頻率；負載從3A切換到10A時，測試OPP狀態可持續時間。（CH1=GATE、CH2=Vo、CH3=FB）

2）AC230V時：負載從3A直接切換到10A，測試Peak_Load可持續時間，及最大工作頻率；負載從3A切換到11A時，測試OPP狀態可持續時間。（CH1=GATE、CH2=Vo、CH3=FB）

AC115V PK_Load 持續 3.9s，Vo=24V

AC115V Peak_load 功能升頻123kHZ

AC230V PK_Load 持續3.9s，Vo=24V

AC230V Peak_load 功能升頻110kHZ

AC115V OPP持續

AC230V Peak_load 功能升頻110kHZ

4.3.4 Vo_OVP 功能測試：

在正常輸出狀態下，短路光耦PIN1、PIN2，測試輸出電壓（CH2）保護電壓點；然后 解除光耦短路，觀察到輸出電壓恢復為止。

AC115V

AC230V

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)

AC90V_5ms

AC90V_10ms

AC264V_5ms

AC264V_10ms

4.5、系統延時時間測試：

Ps：CH2=Vo、CH4=AC

TON_DELAY@ AC115V/ 3A

TON_DELAY@ AC230V/ 3A

THOLD_UP@ AC115V/ 3A

THOLD_UP@ AC230V/ 3A

4.6、其它重要波形測試：

AC110/60Hz 3A

AC110/60Hz 8A

AC264/50Hz 10A

AC264/50Hz 10A

5、EMI 評估測試

測試條件：

輸入：AC115V/230V；

水泥電阻阻值 8Ω，帶線 1.5M 18AWG 測試；

限值標準參考：EN55013、EN55022B。（測試結果僅供參考）

AC115V 傳導 L 相

AC115V 傳導 N 相

AC230V 傳導 L 相

AC230V 傳導 N 相

AC115V 輻射

AC230V 輻射

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。