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

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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。
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以下为测试样机图片：
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- T' C- x$ f/ U3 f3 {) G+ X( a

CR52177SC样机图片

4 A' }) j4 [- d) I8 A* C% 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
  r% O$ k# S5 s* j【规格】5V1A
【控制IC】CR52177SC

. l) e/ G( B  P. V0 s+ YCR52177SC—极简自供电原边PWM开关
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; N- d  ]" o4 KCR52177SC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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" U; I# a; k0 R2 S. N) F; i, J. pCR52177SC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
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● 极简外围应用电路
● 内置快速启动，省启动电阻
8 p) ?- K! v+ c% [+ }● 内置自供电功能，省供电二极管
● 省FB端下偏电阻
● 内置峰值电流检测，省电流采样电阻
$ c0 A. v% e& g* J: O" @% V" O● 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
# g5 M6 s3 M7 `$ u● 采用多模式控制的效率均衡技术
, X1 B4 s  X1 W/ A2 X. v● 内置输出线电压补偿功能
) u: Z# Z/ j' L2 E) v/ E● 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
2 C) o1 l$ G: C9 M● 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
+ K" k$ y9 R/ ?1 G7 S9 }! U● 逐周期过流保护
● SOP-7L绿色封装

* V5 C* n4 D* j1 N2 W$ n. f% G. O1 u基本应用
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● 小功率电源适配器
( A' X7 c  Z, |9 i: P, c! P6 g● 蜂窝电话充电器
% k7 {! b& v0 R4 ?: I9 A5 _● 圣诞灯、LED驱动器
6 {1 @/ Q3 K# n0 X● 替代线性调整器和RCC

典型应用
6 u" S+ U' D3 L! r- C& x

管脚排列

: |9 Z. Y( m7 b, G1 q7 C. u

. S2 D/ [: c* u/ O5 O& R/ o管脚描述
3 d5 u+ p5 x5 ~8 b6 Q/ v+ U

, m5 F" w2 H. h% b" g! H9 G: W【问题描述】
6 B6 x' r5 C' S" O  C7 d7 K
空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。

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图1 输出电压波形图

图2 MOS波形及频率图

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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+ x5 [1 t% u( N8 Y, o【解决思路】
! A2 S/ U) H  L8 v: P
7 q0 E* b$ E6 R* v7 A01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：
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（1）可能是假负载问题
! R! N" F5 p3 O. j% h4 G（2）有可能是环路不稳定所导致的
（3）元器件损坏故障
4 t/ E' C9 P+ N
% S0 W! p3 H: d% d02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：
4 J9 V: e/ h9 `; S5 G' `, a
: a: [6 b% @4 M0 V# }（1）可能是输入电容容量不够
（2）环路不稳定导致
% I8 ]) x: m) v: A（3）元器件故障

) ]$ G6 p- X! q$ I) E03、工作频率过高，可能是以下原因：
+ o0 n' o& x; R( P3 ?0 ^1 A, K
) w  F- K4 ^2 a0 r1 T（1）反馈回路失效
（2）功率开关器件异常
（3）OCP过小
（4）变压器感量过小

【调通要点】

0 t! r+ d7 w* i, X, ]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。

8 ?- _# N, Q0 w4 E4 R【最终结果】

& ]% B+ j9 D' C8 |! t/ c以下为改善后的测试波形图：

图3 MOS波及工作频率

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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