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

/ D  i/ m  a6 _0 a/ N2 b
6 C$ N& b$ I, J4 D8 K4 |3 a' T  \作者：屈工有话说
8 }' ]2 ?6 b& P1 d# F
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。
! I) |  D$ K  z& Q3 [  P
以下为测试样机图片：
8 s9 i  ?9 G+ }1 k/ f& U! R: e

CR52177SC样机图片

) e0 ?5 T$ c7 O+ R! U+ C$ o【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
+ c7 E5 E% a3 V5 ^# L5 r【规格】5V1A
1 E4 @7 x: ~( K. \: y7 O【控制IC】CR52177SC

1 K+ M/ h" J' [. ^CR52177SC—极简自供电原边PWM开关
6 |" Y+ y7 s0 U! `: U
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。
) H! J' @# d3 N+ i) x" H! j
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。

" v- n  |4 g) ^) d1 M$ n$ ]7 m' A& P主要特点

● 极简外围应用电路
● 内置快速启动，省启动电阻
' I2 J, x4 p: }& s● 内置自供电功能，省供电二极管
' I3 z7 L6 N  b3 K1 L3 j6 d7 b● 省FB端下偏电阻
# |# U* Q' \% b/ x8 {● 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
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
● 采用多模式控制的效率均衡技术
! [. m* [, _& U: L● 内置输出线电压补偿功能
* ^# n2 ?; s$ U  x5 Q( d● 内置初级电感量偏差补偿功能
! ]& I/ y# ~! q; b7 g● 内置全电压功率自适应补偿功能
, {' P( V/ X" ^1 |4 p  E● 内置过温度保护功能
$ X" f1 i, p4 d● 内置FB开路和短路保护功能
● 内置前沿消隐
● 逐周期过流保护
, \9 S2 R" R/ |5 T2 _* B● SOP-7L绿色封装

基本应用

6 \9 i8 u  P; x- {+ {% t) ~● 小功率电源适配器
● 蜂窝电话充电器
● 圣诞灯、LED驱动器
● 替代线性调整器和RCC
7 p6 T" [/ H9 @* ^4 \" n, U
. m. q/ x. a7 f; G+ j4 G% l1 Z" Y# k典型应用
* Y3 |  v# R1 L6 @+ o# h+ H; _
& q1 q" K2 |! _' V1 A. V

, l$ ~; O2 S% \0 S! P管脚排列

0 ^  n/ m6 O9 a# B2 x

管脚描述
, g1 @  I8 y  l1 j# q
' I; C8 _1 v- P0 {4 e

【问题描述】

! b0 u4 S* I5 q: ]+ Q空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。
6 t$ p  r' d% M: f; t1 A' |/ u
; W6 A4 h. f+ A$ H7 P

图1 输出电压波形图

图2 MOS波形及频率图

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。

【解决思路】

% s& {. d6 }9 A9 e( M9 [01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：

( B& n9 D! i( H# `1 |6 M（1）可能是假负载问题
（2）有可能是环路不稳定所导致的
# l% m- y0 V, M! u（3）元器件损坏故障

02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：
, ]  s& v( X2 F1 X3 m
（1）可能是输入电容容量不够
- i: u- F( t/ {- W9 n/ M+ [（2）环路不稳定导致
. W6 V: v+ h7 E& _（3）元器件故障
6 n) S5 T  l* R, ]
: Z/ x% I/ f& Q' p& e' x, }8 _03、工作频率过高，可能是以下原因：

- V7 G& I' V0 v: m4 q4 U（1）反馈回路失效
（2）功率开关器件异常
( I" R/ W% D( S, l' `+ n（3）OCP过小
（4）变压器感量过小

4 s6 l2 ~' b0 ?【调通要点】
+ k) k* j, H  E8 T2 o
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。

【最终结果】

以下为改善后的测试波形图：

, _5 F! z0 m( x+ V3 Q

图3 MOS波及工作频率

( l+ w$ @( T, ~( l- v! p7 H4 ^. \

图4 输出电压

, O1 `. c4 Q5 m# j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。