【用户测评】EVHR1280-Y-00A评估板评测报告

1. 引言

1.1评估板简要介绍:

多模式数字控制:HR1280集成PFC与LLC谐振变换,支持CCM/DCM混合调制操作,能根据不同负载模式,实现不同工作模式的切换,可通过UART接口灵活配置,优化系统效率。

高能效表现:在输入电压为115VAC时最大效率为93%,230VAC输入时,效率高达94.3%,空载功耗低于75mW,满足80 PLUS认证的白金级标准。

**宽输入范围与多重保护功能:**支持90–265VAC通用输入,保护功能包括软关断(TSD)、PFC开环保护(OVP)、PFC过流限制(OCL)、LLC过流保护(OCP)、SO引脚保护以及LLC过功率保护(OPP)。

**智能特性:**内置软启动、功率因数校正、输出电压调节,具有轻载跳周期以提高轻载效率并支持数字自适应死区时间(ADTA),具有最大最小死区时间限制,提升动态响应与系统稳定性。

1.2报告目标:

主要对该评估板做通用功能测试,验证评估板的通用功能及在不同工况下的电气相关参数。

2. 测试环境:

2.1测试设备

3. 基本功能测试

3.1. 不同输入电压、不同负载情况下效率情况:

230Vac:

注:以上测试电压、电流数据均为有效值,由功率分析仪测得。

效率随负载先升后降,在所测数据中,在20%负载达到效率峰值93.62%,之后逐步下降,但总体满足80%效率的标准;在低负载情况下,PF约为0.887,随负载总部增加,PF逼近0.999,但是输出电压随负载的升高而呈现略降的趋势,下降到 10.82 V(100%),说明在重载时电压有一定压降/调压偏差。

115Vac:

注:以上测试电压、电流数据均为有效值,由功率分析仪测得。

效率随负载先升后降,在所测数据中,在20%负载达到效率峰值91.96%,之后逐步下降,但总体满足80%效率的标准;在输入电压为AC115Vac下,PF比较理想,由 0.988(10%)迅速提升并基本稳定在 ≈0.999,说明 PFC 环路在中高载时效果非常好。,但是输出电压随负载的升高而呈现略降的趋势,下降到 10.88 V(100%),说明在重载时电压有一定压降/调压偏差。

3.2. 不同输入电压、不同负载情况下功率因素、iTHD情况;

230Vac:

功率因数(PF)随负载显著提升:10%负载时仅 88.67%,说明轻载下输入电流畸变较大。

从 20%负载开始,PF迅速改善,40%负载达到98.58%,50%及以上基本稳定在 ≈99.8%,接近理想值。电流总谐波失真(iTHD)随负载显著下降:10%负载时 15.33%,谐波含量高。

负载增加后,iTHD快速降低,40%负载降至 4.62%,满载仅 2.12%,符合高功率因数校正的预期。

115Vac:

PF表现优异,从 10% 负载开始,PF 已达 98.82%,远高于 230 Vac 下轻载的表现,并随负载增加,PF保持在 99.56%~99.89%,几乎接近理想值。iTHD随负载下降,10%负载时 5.86%,比 230 Vac 下的轻载谐波(15.33%)低很多,随负载增加,iTHD逐步降低,满载仅 2.12%,符合高性能PFC设计要求。

3.3. 验证评估板能否根据不同负载情况下切换CCM\DCM控制;

CH1:Vin CH2:Iin CH3: IL_PFC

CH1:Vin CH2:Iin CH3: IL_PFC

从上面测试波形可以看出,无论是在输入电压为115Vac,还是输入电压为230Vac,PFC均会随负载的降低而自动进入DCM模式,变换器在小功率时进入DCM模式,能使得效率更高,符合设计和规格书的要求。

3.4. 测试评估板在稳态工作时,LLC电路的控制管的驱动信号、死区时间

CH1:VQ3_gs CH2:V_sw CH3: VQ2_gs CH4:ILLC_LR

评估板在输入电压230Vac,100%Load工况下,驱动信号稳定,波形上升、下降沿平滑,不出现过充、毛刺等现象,幅值约12V,工作频率约75KHz,与规格书描述一致,死区时间约240ns,符合工程设计要求。

3.5. 测试控制管在不同工况下的应力及在不同负载情况下切换下控制管应力,输出电压的纹波;

CH1:VQ2_ds CH3: VQ3_ds CH4:ILLC_LR

P1为输入230Vds,100%Load的工况下所测的波形,Q2、Q3的应力分别为423V,415V,而相关开关管在规格书定义最大应力为650V,裕量足够,管子因应力过大而被击穿的风险低;P2、P3分别为输入230Vds,由半载切换到满载,空载直接切换到满载的波形,如果测量没有问题的情况下,应力随负载变化波动不大,从空载切换到满载,控制管的最大应力为433V。

CH2:V_out CH4: ILLC_LR

这个波形图为输入230Vds,100%Load的工况下所测的波形,从波形图中可以看出输出电压稳定,在满带宽的情况下所测纹波电压大小为2.35V,应该带宽过大导致有杂波没有滤除干净,如果用20M带宽情况下测试,电压纹波应该有效改善。

3.6. 测试评估板在start-Up、Shutdown、Load Transient情况下输出电压的表现,如上升时间、保持时间等

CH1:V_bus CH2:V_out CH3:VQ2_gs CH4:ILLC_LR

Vin:115Vac

**Start-Up:**P4为输入电压上电时,上电大概40ms之后Vout能快速输出稳定的12V电压,P5、P6则是直接从空载切换到满载,bus电压稍微有点下降,但下降的幅度不大,Vout则很稳定输出12V电压,ILR有一点点冲击。这里由于电子负载的限制,无法做到带载开机,只能为先开机再带载。

Shutdown:P7、P8为机器断电的波形图,断开输入电压大概20ms之后,Vout便快速降低至0,同时LLC停止工作。

Load Transient:P9为样机先从半载切换到满载,再从满载切换到控制,Vout电压均能稳定输出12V,不存在过冲现象,可见输出电压不随负载波动,鲁棒性很好,表现很稳健。

230Vac输入电压的情况下,波形类似于115Vac,在此就不赘述。

4. 问题与挑战

1、 由于电子负载的限制,无法做到带载上电,只能通过先上电马上带载的方法来解决,但测试结果还是不能等效为带载上电;

2、 由于避免损坏板子,没有对板子进行相关有破坏性的实验,比如过流保护、过压保护等测试,但是在测试中有尝试将输出电流调为40A,样机正常工作,对样机的过流保护的电流阈值未知;

3、 由于负载的限制,只用了电子负载的CC模式来模拟负载,未能测试样机接RCD载、半波载的表现

5. 优缺点评估

优点:评估板的电气性能良好,从实际测试的项目可以得出,输出稳定,板子上用的物料扎实,Layout布局合理,采用分体式谐振电感设计,降低测试难度,HR1280芯片外围偏置电路简单,能很快上手使用这款芯片。

缺点:对该芯片或者电路所用到的GUI资料太少,不能很好利用GUI这个工具,如果能9开放GUI资源,会有效增加该芯片的可玩性以及拓展性;利用从测试的角度来看,关键的元器件应该要预留对应的测试点位,同时建议有同步整流芯片的小板,可以考虑有芯片那一面朝外面,便于测试同步整流电路的相关波形。

6. 总结与展望

EVHR1280-Y-00A评估板电气性能表现优异,表现在输出电压稳定,工作效率高,能够轻松实现良好的稳定性和快速响应,并具备多重保护功能,能有效应用于PC以及游戏电源,电脑主机上。另外在未来开发中,可以增加输出电压可调的功能,可以有12V、24V、48V等档位,以满足更多应用场景的要求。

测试评测报告.pdf (2.1 MB)

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