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

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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, q6 V' d3 ^9 x) Y7 F$ `) `以下为测试样机图片：
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, K* e$ a. u+ D2 L) ?

CR52177SC样机图片

9 `  B5 G! ]- _" ]# H8 w【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
9 }: s# f( P/ \* y( k! N/ q: X【控制IC】CR52177SC
! c. U* Z, S, B! A6 }
" Z  h' n7 j$ t, y# h- }8 MCR52177SC—极简自供电原边PWM开关

* i' N" G8 s4 j( n& GCR52177SC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
) c; c9 E! f% t" p
3 p" P& }3 G! \5 F● 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
9 X; k4 T" ^3 x  {2 ^● 省FB端下偏电阻
● 内置峰值电流检测，省电流采样电阻
- H& O9 H( X, ?7 z8 |& N● 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
* g: W3 S1 K! L0 C9 y' j" F● 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
; N; E1 B# {9 h3 C* b● 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
! y- j4 |+ q, z2 c● 内置前沿消隐
3 p- p5 {5 D: a2 W: S# O; x8 B$ X* {● 逐周期过流保护
● SOP-7L绿色封装

基本应用

● 小功率电源适配器
2 ]- \6 V! a6 _/ n) x! l& ?● 蜂窝电话充电器
8 `3 x8 H* H+ x( n( |' I● 圣诞灯、LED驱动器
& U- S  O, J* m$ h( t; L● 替代线性调整器和RCC
6 M' s5 M& \; q  V
典型应用

9 q( @/ W" l; Z" A) O2 J

, U: N2 [  s% G4 t. z* X' f# o5 g( t管脚排列
1 x% A5 h3 T( X; `; b
! _' l1 @0 w8 p

3 G) j9 S6 e9 m% [1 q8 e管脚描述

【问题描述】
. o+ E' M% T: q( O* m
空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。
; O' y0 T! i8 Y% A

图1 输出电压波形图

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图2 MOS波形及频率图

8 \" ~( B. R" L$ ?1 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。

【解决思路】
* E* ?( f" _4 p, h2 R, ~( Q
01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：

. w) B0 x+ ?. c（1）可能是假负载问题
; n. z1 a- y) }7 k# T' O（2）有可能是环路不稳定所导致的
/ }$ K; x' w& n. N. h! S（3）元器件损坏故障
) G, I4 X3 r" T$ [1 w5 s6 s
# C8 K; I' |2 H0 J- M  Z5 F7 G02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：
2 k6 A- \, N& Q/ E
（1）可能是输入电容容量不够
3 _3 i( i) m, J0 D) F3 X9 O（2）环路不稳定导致
3 q4 n9 K. j' M/ ]6 T（3）元器件故障
2 s. f( {  x7 x/ [
2 B4 E9 j9 a9 s: O' T03、工作频率过高，可能是以下原因：

（1）反馈回路失效
! G0 ?4 E+ ]* T5 ^  T5 Q, t' G4 i（2）功率开关器件异常
3 R2 |& w! p8 E  [) U（3）OCP过小
（4）变压器感量过小

【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。

【最终结果】
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+ v! o% N" z) s5 P/ o6 Y以下为改善后的测试波形图：

图3 MOS波及工作频率

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图4 输出电压

' d/ t' l: o# E% v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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