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

# n0 Q  t" F  h$ O, T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。
# u5 W9 f$ @* Y  q
以下为测试样机图片：
8 M3 ~" E9 A/ M. k/ A% F: c9 b

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
【规格】5V1A
【控制IC】CR52177SC

5 r& u  u" ~# _% u( Z8 q8 \) [3 ]CR52177SC—极简自供电原边PWM开关

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。

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。

主要特点

● 极简外围应用电路
● 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
* b6 ^* b5 U: c! u6 e● 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
8 C+ q" E, ]7 c  u+ v4 S( ~, I● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
8 D$ _; f3 U: s% l( ?● 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
, ~* ]& x" y8 g- r● 内置全电压功率自适应补偿功能
● 内置过温度保护功能
: c* D3 I5 a/ y  G2 W( U● 内置FB开路和短路保护功能
; V- x" s4 k2 U/ I● 内置前沿消隐
● 逐周期过流保护
● SOP-7L绿色封装
% ~- @2 k! X. y2 o0 Y( O1 _
1 h3 @& q7 u8 p! b0 Q基本应用

, z0 o5 a  n& \' u. r- j● 小功率电源适配器
; d; @, b3 Z4 |) P* n1 T# g● 蜂窝电话充电器
# |4 u/ j& g7 u" n) O/ s● 圣诞灯、LED驱动器
5 Z/ |* J4 ?/ l. o* q5 S, ^● 替代线性调整器和RCC

' Q9 ~+ d" ~! \( Z& A4 _* |典型应用
$ x7 p8 H8 O% e- K# h

管脚排列
! U' O6 O! D: [' a' x9 n
7 @/ u! w/ e: u1 R9 a  t

管脚描述
2 V- Z: @# p" `* A; a  W) Q- b

【问题描述】

空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。

) F! G& ^/ C! L# C; m

图1 输出电压波形图

8 L( P2 F) E7 W8 G! O& N1 T

图2 MOS波形及频率图

8 D6 X7 Y) `" H# t! l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。

5 j3 q- N# T1 n; N/ |【解决思路】
3 @8 T, `( _4 z8 q9 c9 l, S; ^4 R
01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：

（1）可能是假负载问题
（2）有可能是环路不稳定所导致的
（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：
! p% I* |! [7 P; a5 z
（1）可能是输入电容容量不够
7 X$ Y3 g0 y6 r- |0 k. z: ^（2）环路不稳定导致
9 C+ o3 j& R! _/ `- ^; U（3）元器件故障
. m% P# [1 v. O$ U6 e8 k' V+ y
; y) ]9 Z( o+ U: Z03、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
9 F1 H; n/ n: j& l: }, K0 W（3）OCP过小
; I* _# ?: h* [4 i! ~（4）变压器感量过小
1 f- b% B/ N3 V2 c
【调通要点】
( Y8 x* l  X  g" `: {: Y( B* R0 S
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。
, L5 o$ x8 ~; Y4 b. S
7 C, f5 Y; ?' `* m! g3 y5 y% H, t9 P【最终结果】

* `& T* H  D0 A; j; l. p2 ^以下为改善后的测试波形图：
& w2 G% k% c* T! T; J- U* I
; O$ H8 J* C& y5 Q

图3 MOS波及工作频率

* Y2 R! V* t! W1 P! M0 W

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。