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

6 F* e: y  B* Z" a+ b; j) E3 n
$ s) X0 ~3 T" U3 @: T作者：屈工有话说
! d  d* J" @" E# q: h
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。
6 l2 q' J$ ^( g( A
以下为测试样机图片：

' T# N- p9 I0 I/ w% z/ d0 z* t

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
1 x3 U* f" R& [【规格】5V1A
, {1 z5 |' B- \- }- \1 |【控制IC】CR52177SC
9 f8 E/ D0 R1 B' |
5 i- ~" D( R8 o1 m/ L8 bCR52177SC—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。
5 S4 B, q0 {$ A/ v: m
  M6 ?% F* A! HCR52177SC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。
5 O/ [+ t9 ?9 g+ o% a
, X+ R; P8 Y+ a8 a2 @主要特点

2 E" O/ d$ \% @! `# J● 极简外围应用电路
# W6 h0 w/ ]8 ?2 C3 m● 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
8 M" n# r# d  `3 d+ F: U. H. @  h● 内置峰值电流检测，省电流采样电阻
2 c# \1 [3 B/ A/ b● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
5 P2 r% {/ H$ a( K! N0 t● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
● 采用多模式控制的效率均衡技术
, j" R- c+ E4 ~* L: `● 内置输出线电压补偿功能
+ u; v6 N: O# H, x1 ~● 内置初级电感量偏差补偿功能
● 内置全电压功率自适应补偿功能
6 o4 V( R0 ~& b! L7 ^7 i# F● 内置过温度保护功能
● 内置FB开路和短路保护功能
● 内置前沿消隐
● 逐周期过流保护
: ~7 _: u) Z% k5 |/ c# W# y● SOP-7L绿色封装
0 [2 W8 y# R* {) ^/ W/ o: V$ v
7 {9 Q; n4 t7 p* Y" T3 U% s! b) ^5 [基本应用
2 d7 c3 ^  S& [( d
- b4 |# Y4 {6 G● 小功率电源适配器
● 蜂窝电话充电器
● 圣诞灯、LED驱动器
( V) [$ ?9 n- E● 替代线性调整器和RCC

( U7 _0 ]. Y8 E典型应用

9 \# K2 T& v5 m$ C. i管脚排列

1 ^9 @5 |4 L! \7 F0 Z9 }1 {( J

; G7 J  H7 D9 ~( z管脚描述

0 X" r( d% L1 {# ?! t【问题描述】

5 {9 X5 ^: W( |; }# [空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。
8 N6 E: ~9 X1 g' ^; E2 w
& F' ]8 u  _, Y6 T

图1 输出电压波形图

图2 MOS波形及频率图

! a1 Y8 k* m" l# P& ]+ Q3 v- J' f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。
0 N* d. [6 ?* }2 N, s$ @1 g
" Y6 T/ R4 |0 g8 P* J, X; |【解决思路】

4 p1 n5 \/ P- b; R/ V& H, a01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：
  W# \8 P+ j0 b; q8 E
- {+ F( A0 b+ k, u' V（1）可能是假负载问题
+ Q! f- ]1 ]: C- D& m1 `$ w% x% D（2）有可能是环路不稳定所导致的
+ m) i( y+ s9 C5 k0 Y（3）元器件损坏故障
; v% v2 l4 ?# R/ [
02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：

7 b/ W( T* d* a  G0 J" x  Y（1）可能是输入电容容量不够
8 i5 [' ~. V2 ^4 E. _0 x（2）环路不稳定导致
' m, ]; j. j, H# `（3）元器件故障

03、工作频率过高，可能是以下原因：
5 ~$ B; b7 ^' C7 V% o% l1 o9 S  U
（1）反馈回路失效
, Y2 O/ }- `( d1 W3 `6 F0 {（2）功率开关器件异常
. s  Y3 n0 \6 L6 \. p（3）OCP过小
6 e( [9 _6 U% ]3 M（4）变压器感量过小

% R6 C& ?9 X+ z6 z8 `/ K) E【调通要点】
! V- q1 |+ X% a% M7 R/ C
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。
6 M: ]# n% S; k4 E5 |
【最终结果】

以下为改善后的测试波形图：
5 u! ^1 Z5 k# k9 ?+ l

图3 MOS波及工作频率

. u" w6 F6 a3 C( N1 R$ O

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。

# v, ]9 f4 \( \, i  t2 ^' o2 e- D