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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$ O8 t: }# B. G$ g! S( j以下为测试样机图片：
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& W; L0 H- B/ M' N/ P& g, q9 I

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
2 p: ]/ C7 R3 Q' C【规格】5V1A
【控制IC】CR52177SC

+ [& H, @$ V  JCR52177SC—极简自供电原边PWM开关
. n  l1 b. [- n- `
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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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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; o3 ]6 Y" f. C3 X# R  W主要特点
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# ]$ X0 Z& W& N- B/ N! G3 `● 极简外围应用电路
● 内置快速启动，省启动电阻
- w. f" y3 P5 a● 内置自供电功能，省供电二极管
( ]2 w+ l* @0 E6 o' S● 省FB端下偏电阻
● 内置峰值电流检测，省电流采样电阻
$ e# @; r9 W( \' C1 P( F* `# H3 I● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
6 y; X0 S0 l1 M3 N9 T● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
( E2 C- A' Y$ z0 D● 采用多模式控制的效率均衡技术
' Y8 E9 z1 d$ s7 k% X9 g# D. |! N: b● 内置输出线电压补偿功能
: q" h9 N5 M( s# f● 内置初级电感量偏差补偿功能
$ E0 n/ }$ d5 i* Q: L● 内置全电压功率自适应补偿功能
3 }! h" g/ x. r3 ]* `6 R● 内置过温度保护功能
● 内置FB开路和短路保护功能
5 F6 j, {6 B" y% ^3 t0 \● 内置前沿消隐
● 逐周期过流保护
● SOP-7L绿色封装

9 G+ ?3 g$ f5 s# l3 ?1 s基本应用
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● 小功率电源适配器
& ]* G2 j8 H$ s: S. m4 {8 g● 蜂窝电话充电器
2 ^2 o; h8 ]9 H, g; C0 `) B% I● 圣诞灯、LED驱动器
0 d0 s- r/ O. g+ F# ^5 P● 替代线性调整器和RCC

典型应用
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管脚排列

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管脚描述
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, T3 y" F' u' }) w【问题描述】

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

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图2 MOS波形及频率图

/ M$ d% V- u7 s5 q% ^# U& L! Y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】

01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：

! H- [- ]6 G$ n3 w7 B9 t（1）可能是假负载问题
' {9 y. t; Q+ f- B- t2 x/ a（2）有可能是环路不稳定所导致的
# N6 G" g4 q& Q$ Q; \+ f8 Q2 `% `8 x（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：

（1）可能是输入电容容量不够
; }4 C" d  ~" F4 n- Y（2）环路不稳定导致
: b- R% R- _( d# P9 L/ j（3）元器件故障
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5 m1 B6 i2 x" M) M1 u. H03、工作频率过高，可能是以下原因：

% V0 I: q3 d; r! r# f（1）反馈回路失效
（2）功率开关器件异常
8 {& t( ^! {( q（3）OCP过小
（4）变压器感量过小
: z; ?" P* y8 W/ e; f7 M
【调通要点】

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：
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图3 MOS波及工作频率

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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。

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