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本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-7-25 11:04 编辑
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7 Y. f: k1 z+ u1 Z% _' N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。: Y1 J# v& e) O h8 M7 Y
" x, V) f5 m1 _# @! ]以下为测试样机图片:, c( ], J8 l/ d$ p
* ]' s; e# z) ?5 ]; K- E5 Y8 y
% _: a0 o5 e9 `CR52177SC样机图片 & u6 N* J: @0 J7 U
【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; L% t: d5 ~, w; b2 q9 Q0 I
【规格】5V1A) [# }9 l+ `" X3 _8 C9 y
【控制IC】CR52177SC
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CR52177SC—极简自供电原边PWM开关; U& n" u8 L8 E+ s+ Y
$ V- U' ?. [. nCR52177SC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。# M3 P8 ?$ n) \( k6 E, s
* m. T# D/ L2 j6 h) w主要特点
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● 极简外围应用电路: ]2 t" y, l5 C- F. K$ x/ J; x- V E
● 内置快速启动,省启动电阻 ~7 \8 o% A/ i6 A! j+ c1 U
● 内置自供电功能,省供电二极管8 T$ G' Z6 r- A& F# t `5 I
● 省FB端下偏电阻
_8 v1 o4 p1 b● 内置峰值电流检测,省电流采样电阻
7 M/ z b3 [! Y, w$ Q- {0 H● 原边检测拓扑结构,无需光耦和TL431
6 A2 ]0 T5 q! z$ y) e8 t1 {● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出+ x" H5 U4 ?" O2 h4 j( K0 g
● 采用多模式控制的效率均衡技术; a" C& g# X2 p* K$ X; M
● 内置输出线电压补偿功能
# W4 C2 [; R+ k6 O. X6 v● 内置初级电感量偏差补偿功能; y2 D& o1 y# ~% I/ ^+ [
● 内置全电压功率自适应补偿功能" R" h0 d' _0 `
● 内置过温度保护功能
* D: e: i0 q+ O- K S N● 内置FB开路和短路保护功能
. N9 w9 w3 D: W' F9 c● 内置前沿消隐5 B9 ], c) |6 ~. }+ }
● 逐周期过流保护9 s4 W2 R, x2 X9 x
● SOP-7L绿色封装5 R6 p; Z" V! {. n' L0 | S
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基本应用
4 P- v+ X- m$ p1 p, }" a1 N" G
$ G+ v7 k* m( y. a$ K4 w6 B● 小功率电源适配器, Y% w0 V9 c/ Z2 ]
● 蜂窝电话充电器# K4 D! `/ x' F9 H
● 圣诞灯、LED驱动器. C0 t; n! u7 j& J4 Y6 I t6 H7 N
● 替代线性调整器和RCC
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# w% G0 a+ |/ K典型应用
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管脚排列# R+ Z4 ?, z4 r6 y
9 m4 T- t0 [- C3 b6 F# u6 w2 `' @; C5 w
管脚描述. F1 ~* D4 y$ d) K6 N- ?( ~! z
1 X' x; C- e9 Z2 d0 O
# a7 {% N5 | ]1 u
【问题描述】1 b8 ?1 @, I% F" f8 U0 q
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空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。1 M" T! j0 t. ?7 G
5 D" z$ A) A9 E3 u; r图1 输出电压波形图
, }+ `+ `2 k% g) q4 s( I8 h" b! J* E图2 MOS波形及频率图
% J; c! O; d% s& 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】) h q8 G/ z6 n& z- l" h0 G* A( N
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01、空载电压不正常,但带载时正常可能是以下原因:- Y: o# s8 I$ Y* `$ @+ A Y+ p( i7 w
# S, J: J) U! P5 B5 ]# d(1)可能是假负载问题
) i, q" ~/ C0 t7 J$ K(2)有可能是环路不稳定所导致的- a% B+ H K( U) [
(3)元器件损坏故障4 L, w5 H; c8 G1 z2 p3 e
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02、低压无法启机,高压正常输出可能是以下原因:
% a2 l& U) X) N# M6 F0 F( B
; E1 y) W ^6 O' V7 r: W9 Y(1)可能是输入电容容量不够
- Q: Q3 I( B: ]0 z/ s(2)环路不稳定导致
2 S% r! V: k1 |. r/ c" s(3)元器件故障
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* t( Z) n- _ [03、工作频率过高,可能是以下原因:9 p; P% ^, T/ W- ], d( c" \
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(1)反馈回路失效
$ b- U( G! W3 ?# V# w% Y1 e' j2 U4 u(2)功率开关器件异常. y7 b. r! ~* x! N( q T
(3)OCP过小: m/ T, Y# V) n; m
(4)变压器感量过小
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【调通要点】
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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。2 }! L: d+ \& `0 h4 ?' L7 b
# N8 l1 L4 |" ]% i【最终结果】$ B0 W! C6 s3 Z& e A- v% I
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以下为改善后的测试波形图:! |% v) s! k, B$ f' v4 ^5 I$ V
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图3 MOS波及工作频率
2 R% u/ g! I5 W图4 输出电压 ' T2 Z3 @ f$ C; s# y* C3 v' V! M
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。2 ^$ z5 x- d# k. Z( ^
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