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
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/ X" o8 f7 Y& j$ V! q, e7 {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。

以下为测试样机图片：

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
$ e& d" c: V+ ~6 z# @9 ]) C【规格】5V1A
$ _5 F" p; F2 f【控制IC】CR52177SC
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CR52177SC—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。

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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主要特点

● 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
● 省FB端下偏电阻
, t# ?4 Z3 k( ?% {8 G/ q● 内置峰值电流检测，省电流采样电阻
; H8 y7 t- p. A! P● 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
# T6 P: K5 ?, A' U● 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
+ a# E. w" V7 a5 o. j- M9 v' c● 内置全电压功率自适应补偿功能
- ], v0 Y1 b  v; E2 K, [$ V) f3 @● 内置过温度保护功能
" D0 P: x* w( s2 g6 D● 内置FB开路和短路保护功能
● 内置前沿消隐
# y5 ?7 x8 }/ s7 S' _3 T/ E● 逐周期过流保护
! c1 [" T( S6 }( Y$ t● SOP-7L绿色封装
. q, |7 I$ u$ K  A( {; P8 l
4 l0 s* e8 v9 Y9 S基本应用

3 t: V9 Q! i2 g) M● 小功率电源适配器
' i+ N) ^4 d* }, h+ g. E  D3 q● 蜂窝电话充电器
● 圣诞灯、LED驱动器
! h3 V/ l) o3 i# T  @0 D3 ^) N● 替代线性调整器和RCC

典型应用
) }0 A1 A; z9 B, n$ D5 z
1 w* T' Y( F$ g; C8 M

管脚排列

2 g4 p  P( @5 d& ~) l/ Q- H7 x管脚描述

【问题描述】
, V) ]; s7 M3 J" {
$ ?8 c* q# t) p, ~0 p& d$ c! L4 n3 q8 a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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【解决思路】
+ J& H/ ~8 j' U5 i5 |
0 o7 j9 f8 J$ b( ^% T01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：
  {& P# }$ A! R* |: ~, n
（1）可能是假负载问题
（2）有可能是环路不稳定所导致的
（3）元器件损坏故障
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3 r% Y- J9 ]. W02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：
2 D$ k9 G4 M0 \, {
5 I0 n+ \6 G( z8 V; s( c（1）可能是输入电容容量不够
（2）环路不稳定导致
. I; @7 |  M5 B3 ?7 X. b% A（3）元器件故障
; h' r9 q) V3 b- z8 B
% }- S9 j" m7 t* g: Y# v; w03、工作频率过高，可能是以下原因：
5 F# g8 w$ }& K- {' Z! ~( ?+ x
- \" T) q3 T- F- `% r$ E9 c（1）反馈回路失效
; Y: @# W5 ^3 }& ^（2）功率开关器件异常
（3）OCP过小
（4）变压器感量过小

1 Z4 E$ W) Q& v  R【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。
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4 |4 S8 [& Q) [8 O- O' f7 B( t【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

$ T( o; H- ~& k) a3 J3 l- n

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。