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本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-7-25 11:04 编辑 2 l( g7 _; w( ~1 l1 \+ l1 s o4 ?
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作者:屈工有话说, ]0 e! m8 c4 V( q
" C- ]! x/ x; G+ b$ n* {
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。! [9 F, `/ J6 J+ J5 U% t# I
7 j4 ]/ Y0 P, c以下为测试样机图片: ~' ^5 t$ d b X2 v
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CR52177SC样机图片 9 K7 V; }6 [9 u( R* L( r% G
【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
* H; n2 x% N% |; L/ T* a/ @【规格】5V1A
- d9 \5 a+ _* G5 S6 q【控制IC】CR52177SC. P0 Y7 j! I, [: t
$ T7 s# }! k( I3 o! q7 C- i( o. RCR52177SC—极简自供电原边PWM开关( s4 N: }$ [3 s H1 H$ I5 u) H+ a2 d
; I% d; Z. s2 \. @
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。+ p$ K* [* o9 ^5 l) c
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主要特点8 H( p* r5 i1 Y3 O
" d4 _& a6 {* {& P5 h, t) n● 极简外围应用电路$ S3 O: ?3 d# I
● 内置快速启动,省启动电阻3 \* ^0 \1 r7 c/ [- I3 G U
● 内置自供电功能,省供电二极管
) S) `. F1 }& I6 ~3 w● 省FB端下偏电阻
( n) F0 h' K8 Y3 ~1 e7 {) v6 Z' q● 内置峰值电流检测,省电流采样电阻7 o! y! i, _( ?0 o+ e% T& z7 T3 n
● 原边检测拓扑结构,无需光耦和TL431$ A: S/ f. y v4 s5 V
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
! f; v- B% `: P● 采用多模式控制的效率均衡技术4 N# g' h. ~9 ]. w, Q$ `) v8 _
● 内置输出线电压补偿功能
- Q% y8 ^, `, |# b$ f9 J9 G● 内置初级电感量偏差补偿功能" u3 ^" @* N0 m" a& n+ M$ E
● 内置全电压功率自适应补偿功能
* ^2 Q/ I7 @& {0 g1 z9 @% @● 内置过温度保护功能1 N4 q D* Q% g J- G# c7 D" M
● 内置FB开路和短路保护功能
6 f- i2 G' U; g# I% s- l1 ^● 内置前沿消隐
6 H3 r( }7 {6 u7 [$ r● 逐周期过流保护# Q* U" ]+ H# g+ E
● SOP-7L绿色封装. I+ A' p) V. b% e6 v3 f% j
3 ]8 f0 Q0 g8 [+ k3 U0 }
基本应用9 k& W4 h6 N; f. E0 K% L: Z
$ {" R! e! v- j● 小功率电源适配器
( H3 W" A( l6 l● 蜂窝电话充电器
4 R9 S) M# K( O4 I' X● 圣诞灯、LED驱动器
! {) ], a7 o0 @4 O+ ~● 替代线性调整器和RCC
8 @3 f3 y: X% X" G. [6 T
8 f. a3 M' f9 v% u* E6 l典型应用' _5 Z" \7 ^6 C F7 t+ d: X
5 Z! \9 c3 {( \( m
. K7 o$ ~/ m; d7 U$ M/ j+ N& h管脚排列
% }, M& `9 P* {& j3 w2 A0 E- u% m4 Q
0 {4 x) @( K0 v3 y6 J# l1 I管脚描述 Q4 t- t W. l
8 A5 {* N+ u9 F% Y
1 y8 I K: C, `【问题描述】
1 Z1 H4 n. z D* ]& k& R( D: X) r* C( r6 r& e
空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。
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: f; c- A0 V" H' V图1 输出电压波形图
: h0 n, C# N: [- ^# v e图2 MOS波形及频率图 ! l6 ^7 W, h9 R8 i: o7 |6 d
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。3 x* I- U a; L2 S. X
. E" l7 h' e/ q. E【解决思路】
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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:2 r" U" s/ {/ ?
" ~) s0 j% e# Z4 i
(1)可能是假负载问题
4 S# ~, ~6 r4 o# ]6 R* i( h(2)有可能是环路不稳定所导致的
2 l4 [; K$ e: c% O1 _(3)元器件损坏故障- O7 {* w. b m4 I
( R( n. a+ z. I
02、低压无法启机,高压正常输出可能是以下原因:. U3 t- n; j4 j9 ^( f$ \
- ?5 q7 R& R: k B
(1)可能是输入电容容量不够. b( n4 f; t \4 T) L. T
(2)环路不稳定导致; \2 j9 q5 W$ @: L! B
(3)元器件故障0 q1 _; c# Y+ d: v8 m* |4 c
2 V6 T9 _, Y+ G. O* |03、工作频率过高,可能是以下原因:* l {3 M# q1 q! ?# q! p8 t- n& `
) k" b& J' } L: e# ^/ x6 y+ @3 l
(1)反馈回路失效
' R9 F, c* }7 T' T(2)功率开关器件异常8 O! @( G/ U; \- ?: ]$ e
(3)OCP过小0 c! L/ Q. f; j0 v
(4)变压器感量过小9 l% P1 r d1 W! m) H0 g
) n. M3 b+ Z: A( a" M: c/ `: @
【调通要点】- @+ m+ G8 K) v! \/ I2 e( G( k
6 I6 B, z, E! h; B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。
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' S- S+ a6 `, Q$ A/ V7 c【最终结果】
' `3 l' L. G' Q' h; z* _6 V: T1 p5 i" N$ y0 Q# x8 ?1 M/ _
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
9 o+ m' j) @% v6 ?6 b图4 输出电压 " j2 W2 f4 q7 ? H4 _
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。1 k p/ t9 v- F4 l
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