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

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。

, v. n/ H9 `; l, X2 t; O- _以下为测试样机图片：
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CR52177SC样机图片

! h4 r6 w2 _2 [0 U+ R% ]3 A& o8 d【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
2 i/ Q4 h4 a9 m: ], `$ q  l【规格】5V1A
【控制IC】CR52177SC
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CR52177SC—极简自供电原边PWM开关
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5 Q; r6 h1 z6 G  j7 j3 }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。
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4 j  D4 d9 Y2 R4 [2 b& \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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4 C" v: C9 Z5 E  f8 I主要特点

: K6 v) f3 V2 p, ~" d* ]" c+ }% d● 极简外围应用电路
# I/ l+ z! K  X, U2 j/ w2 M● 内置快速启动，省启动电阻
● 内置自供电功能，省供电二极管
● 省FB端下偏电阻
● 内置峰值电流检测，省电流采样电阻
4 P7 E- Z, w* I& E+ w/ e● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
( s  C3 [! a& V% y+ u● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
' _( c1 W( m5 V2 O3 V1 v+ e$ x● 采用多模式控制的效率均衡技术
● 内置输出线电压补偿功能
● 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
● 内置FB开路和短路保护功能
● 内置前沿消隐
9 _7 z: E) R5 n- S● 逐周期过流保护
● SOP-7L绿色封装

基本应用
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● 小功率电源适配器
● 蜂窝电话充电器
+ U' c4 P& \# k1 u9 P* e● 圣诞灯、LED驱动器
● 替代线性调整器和RCC
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典型应用
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管脚排列

# ?* u$ `1 W; O9 R! F; M# |# E6 y

1 ]+ t3 ^% f0 r管脚描述
# B$ c7 q, F' y' Z2 @8 o

& [3 j& T) e  D6 \9 L0 v【问题描述】

8 \6 u$ [6 p$ @5 |# H+ W空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。

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。
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【解决思路】
  v& O5 n- }, {& R) [) ?. t- }$ \
01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：
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（1）可能是假负载问题
- b# r7 [- j, a0 {9 F（2）有可能是环路不稳定所导致的
6 R; q; f; Q3 o0 M9 B, N7 ]（3）元器件损坏故障
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( |8 X1 E$ ~5 c0 x5 _02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：

（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
% H" p7 s9 E; F( W2 }9 l4 o9 h# C( }' g
& E% G: g$ l" ]" ]! D03、工作频率过高，可能是以下原因：

（1）反馈回路失效
（2）功率开关器件异常
（3）OCP过小
（4）变压器感量过小

【调通要点】

; B) |6 M! l! x( t8 o2 P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：

图3 MOS波及工作频率

图4 输出电压

" p4 a0 q0 s2 @. d! |  `* m  o1 a2 G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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