电源故障之空载电压不正常、频率过高问题，试试这些方法

思睿达小妹妹

9 G! R- v5 Y) G* ]- j5 I! e作者：屈工有话说
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小功率电源被广泛地应用于航空航天、医疗设备、 通信、家电、汽车电子、消费电子等行业。在应用的过程中也时常出现一些电源故障，如空载电压不正常、低压无法启机、频率过高等问题。针对这些电源故障问题，本文将通过案例为您提供解决思路。

以下为测试样机图片：
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CR52177SC样机图片

【应用】小功率电源适配器/圣诞灯、LED驱动器/蜂窝电话充电器/替代线性调整器和RCC
; B& w( Q1 _; A3 ?【规格】5V1A
- Q2 j% P1 Y  C9 L. r9 `【控制IC】CR52177SC
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! ~6 |8 m5 l! h4 u% uCR52177SC—极简自供电原边PWM开关
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% f8 |$ W; r/ SCR52177SC是一款外围应用电路极度简化的高性能原边检测控制的PWM 开关，具有快速启动功能，启动时间更短。CR52177SC内部采用了多模式控制的效率均衡技术，用于减少芯片系统待机功耗和提升效率，同时采用了初级电感量补偿技术和内部集成的输出线电压补偿技术，保证了芯片在批量生产过程中CC/CV 输出精度，内置的全电压功率自适应补偿技术保证了系统在全电压范围（90V~264V）内输出恒定的功率。可以工作在双绕组和三绕组应用系统下，自供电功能保证芯片能够在任何条件下正常工作，极简的外围应用仍然能够保证电源系统的稳定可靠工作。
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CR52177SC集成了多种功能和保护特性，包括欠压锁定（UVLO），软启动，过温保护（OTP），逐周期电流限制（OCP），FB 引脚开路和悬空保护，输出短路保护，前沿消隐等，使得芯片具有更高的可靠性。
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7 B% _! \( F4 `3 m% m主要特点
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# p9 W  N  V7 \; X# J● 极简外围应用电路
6 j8 S' G7 W/ u" N4 d2 C# S● 内置快速启动，省启动电阻
● 内置自供电功能，省供电二极管
: v6 X  B4 ?* J1 {: s+ i8 t● 省FB端下偏电阻
. J% j$ x5 X! q2 ^; W3 o● 内置峰值电流检测，省电流采样电阻
● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
, h( g, W/ i0 t/ {% ?  k( P● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
, O7 a1 ]# J5 h; c, e4 A; T: q0 B● 采用多模式控制的效率均衡技术
1 L& n" Z: K7 v$ |, L: H● 内置输出线电压补偿功能
% d! A2 o! J# i: A  S/ F● 内置初级电感量偏差补偿功能
● 内置全电压功率自适应补偿功能
● 内置过温度保护功能
: X4 M- q9 y7 M7 `● 内置FB开路和短路保护功能
● 内置前沿消隐
+ I! g* F0 E; X% y7 y/ H* m● 逐周期过流保护
8 ]* f1 r. l  L) [● SOP-7L绿色封装
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5 i$ }/ A" M$ x& ?% v7 ~( `基本应用
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● 小功率电源适配器
% U5 v8 Y: q0 \5 I2 l. I● 蜂窝电话充电器
+ c  ^. }/ S$ [- l6 j+ @● 圣诞灯、LED驱动器
● 替代线性调整器和RCC

典型应用

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' r& ~! O9 V* @+ O# M管脚排列

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  U, g9 s' q# J" x" Z7 A- Z管脚描述
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【问题描述】

, ^+ C" |0 }2 u) M  i/ \空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。

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图1 输出电压波形图

图2 MOS波形及频率图

9 x4 N: Z9 A7 G0 T图1为高压带载启机，后由满载转为空载的波形图，可以看到一开始为5V左右的正常输出电压，转为空载时电压出现不稳定。由图2可见频率为75.76KHZ，IC最大工作频率在70KHZ左右，可以看出频率偏高。
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# x8 e+ {" w! w8 _" k( _( N【解决思路】

2 T9 d7 f% ~$ B$ p) P01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：

. ], k0 T1 H( z% @( l6 m- a（1）可能是假负载问题
（2）有可能是环路不稳定所导致的
% V$ ]9 E, D1 x" _1 q  [- f. c（3）元器件损坏故障

: ~9 Q* O" \9 C7 D- F02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：
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（1）可能是输入电容容量不够
（2）环路不稳定导致
（3）元器件故障
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03、工作频率过高，可能是以下原因：

& Q0 B8 Z2 B9 l- i! }! R（1）反馈回路失效
（2）功率开关器件异常
（3）OCP过小
! H, K2 h+ ?' q" e" @, t（4）变压器感量过小
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【调通要点】
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( h, G. U; ^. U* @3 b; y2 q9 }尝试增大假负载，发现没有改善，排除假负载问题。发现VCC电容使用的为电解电容，由于CR52177SC为自供电的IC，怀疑是因使用电解电容使得环路不稳定、导致低压无法启机、空载电压不稳定及频率过高。并联一个贴片电容后，异常现象解决，但频率还是偏高。由于OCP在正常值，于是通过增大变压器感量来减小频率。
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0 |+ K% n4 \0 `+ E+ _  Z【最终结果】
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以下为改善后的测试波形图：
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图3 MOS波及工作频率

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图4 输出电压

由图3、图4可以看出，改善后工作频率最大只有64.1 KHZ，并且波形比之前更加稳定。空载输出电压也稳定在5.4V左右，低压也能正常启机。
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