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本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-7-25 11:04 编辑 # B' j! ^) z k
8 Y0 ^. Y% t6 L3 y6 \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。
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* w. O, h4 F" p, O4 Z* ^5 e以下为测试样机图片:, z! Y$ v! F+ _( Y0 X. [
3 _7 Z0 n9 h* _# ?1 w7 e
7 B Q7 E7 p& g9 Q) gCR52177SC样机图片 - @% s/ B5 _* r, m
【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
5 W) V9 X8 I" w2 k" F【规格】5V1A
0 ?- f+ g" A6 m2 K( a) N【控制IC】CR52177SC5 I% d5 ^2 v' J- m1 b8 \
" [; ]: J3 L" w9 E8 c) u/ e4 t
CR52177SC—极简自供电原边PWM开关
2 T9 L. l( M* ~4 S
- ~" h% B1 W4 B$ b8 `: [CR52177SC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。
0 R9 Y4 z7 J4 W- M
& _* ]. r, e V6 Y% ]9 NCR52177SC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。: a5 k2 y3 o9 c
7 `# q& E( V6 h主要特点
/ j- n+ V% V) ?" o' Q& U p: z% t3 @0 P( {7 h% C
● 极简外围应用电路, H' ?4 S" e% e4 h0 H2 l1 f
● 内置快速启动,省启动电阻
/ t* P. y( r8 f' U% B● 内置自供电功能,省供电二极管; I/ h" R% [4 y8 K& m* o
● 省FB端下偏电阻) @! e3 I+ h T
● 内置峰值电流检测,省电流采样电阻/ \8 P( A) x, |
● 原边检测拓扑结构,无需光耦和TL431
$ t3 s' A$ x# G8 X● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
9 k: y: b5 }. V1 I+ n0 i● 采用多模式控制的效率均衡技术
% V: Q6 C. U2 r) V● 内置输出线电压补偿功能5 c$ W4 t o2 v8 n- S2 {- o* @9 K
● 内置初级电感量偏差补偿功能
: M ~6 U; H6 Z. }- g4 {● 内置全电压功率自适应补偿功能* _; L- Y4 E9 w0 D7 P- X1 s) h
● 内置过温度保护功能( v, Q& `0 |$ |( E( [$ Y. E
● 内置FB开路和短路保护功能 U8 Y( B5 f, d8 r+ W
● 内置前沿消隐
2 k: q6 d# Q. R2 R m0 I● 逐周期过流保护
. d s' V: T5 X2 s+ F● SOP-7L绿色封装# M/ X* j) r* v7 v4 Q. Q
: h: E0 ]; I- F. J" A% ?$ _基本应用9 X) C# x7 `7 l3 }. N
7 B- u5 t% g. {
● 小功率电源适配器# l2 p6 k$ d! T
● 蜂窝电话充电器/ g9 k$ d! I# |4 Z& ?( }' |
● 圣诞灯、LED驱动器
1 q# k6 ?) I5 E● 替代线性调整器和RCC
, C- o6 x/ ?1 q- l3 F
: L8 b7 C% j5 K. t7 E& y典型应用& Y3 W& D/ t, `
9 w! T5 b. g; n- u
% W! |, L& ?# R B2 B管脚排列
' X9 X+ k H' }% o+ y- j$ F
3 q1 n( B9 x% x: ?. o+ |; j+ [2 D; z" N0 a
管脚描述
( Y# ^5 y- O' a. C! E5 ~* B
/ s I; ~) d6 L% r# [- B; v) C3 P. Z S
【问题描述】4 B* J2 `$ W1 }& q& O0 D6 J; ?
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空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。
" C7 y- B/ h# N" B0 X0 e* @% y/ {/ O! Z2 m# f7 t: n
图1 输出电压波形图
/ O8 _7 i, p! v图2 MOS波形及频率图
5 R3 f* ]4 a0 g& Z+ Q3 U, R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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【解决思路】
) e8 Q K- W8 W8 K6 g. E" I) @2 t& N d& p3 Q# c c' p ]% h
01、空载电压不正常,但带载时正常可能是以下原因:( e4 P8 g8 A% p
4 ?" N! Z F5 E. s, ], m4 n(1)可能是假负载问题
# J. v8 B1 O3 \: x6 ^# y(2)有可能是环路不稳定所导致的 V! _- U, r, R v& U4 x( L/ p
(3)元器件损坏故障
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02、低压无法启机,高压正常输出可能是以下原因:
' H5 m4 H- n. g, k6 l- c9 T4 Q4 i$ J
(1)可能是输入电容容量不够
' o) h0 j: ]+ Q2 U+ v w(2)环路不稳定导致% K) g o; j: v) O) S. W
(3)元器件故障8 ^9 g8 U! w7 r4 j
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03、工作频率过高,可能是以下原因:+ T/ u( I: l2 G+ d
1 U& {. |$ K* P% P* i# Q( \(1)反馈回路失效8 c- N8 k$ b4 O4 I/ S& M5 e( j/ Z
(2)功率开关器件异常" R/ ]) \5 L% b2 L3 k8 c
(3)OCP过小9 ~/ |8 ~; Q# H' }) x& }, v
(4)变压器感量过小
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: c6 i; f; N3 y9 _" l$ p1 r【调通要点】
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4 |: s# o* P! n# L! P3 J9 @% Y% M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。9 s* x# X. O1 O; {7 e( D
: z* T5 o3 n2 _8 { X【最终结果】
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5 }$ [: m$ e* s以下为改善后的测试波形图:
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' S2 g: G! D; h图3 MOS波及工作频率 j! m: [- B4 ~& _+ n& @2 y+ U
图4 输出电压
- u: B* Q: J2 i; z4 y! b% S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。6 r2 t3 r L5 s' B+ b' R
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