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

7 i) f" d% b1 a" k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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6 X! x* b1 G/ M0 l- M# b5 `以下为测试样机图片：
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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
【规格】5V1A
【控制IC】CR52177SC

/ O( I% L) |5 e. a( _CR52177SC—极简自供电原边PWM开关
- B0 \" l; r% \6 m& f, W
: n) F) j( l" ]1 E' zCR52177SC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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主要特点
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5 e- m9 |7 E- p% h2 e3 [, Y● 极简外围应用电路
● 内置快速启动，省启动电阻
* n* R% y& \# O; a● 内置自供电功能，省供电二极管
● 省FB端下偏电阻
' j4 k) _5 r" G1 o4 d● 内置峰值电流检测，省电流采样电阻
● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
. C& G9 U/ d4 j& ~● 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
1 y5 B1 r+ Y* z! N8 w: P● 内置输出线电压补偿功能
● 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
: E, Q6 C- v' {6 G9 P& w; v● 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
2 {4 z; P5 c- V" k4 J● 逐周期过流保护
● SOP-7L绿色封装

9 K' ~. S' E5 r基本应用
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● 小功率电源适配器
● 蜂窝电话充电器
● 圣诞灯、LED驱动器
3 {" J" w. L6 K. X● 替代线性调整器和RCC

典型应用
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6 e1 Q! m( k6 F管脚排列

管脚描述

【问题描述】

9 |2 ]% q: v" o5 Y2 \7 u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

- t/ r( f; C. T3 O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。

【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：
! K( m5 y( k; z" V
（1）可能是假负载问题
（2）有可能是环路不稳定所导致的
: e2 h7 h0 P/ P& Q; T9 H3 Z（3）元器件损坏故障
  s1 Z$ e; E9 i% F( x- D  c) u$ m
; j8 a+ h- t7 Q3 T7 P4 `% ]02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：

6 u' J; T8 z0 F5 |' d$ H" A（1）可能是输入电容容量不够
2 W' u5 V+ y: Y* H（2）环路不稳定导致
9 Q; v5 b3 {& v（3）元器件故障

4 F% R8 m: q# ^" e03、工作频率过高，可能是以下原因：
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（1）反馈回路失效
（2）功率开关器件异常
  J( T% \2 E8 y# n  W5 h（3）OCP过小
6 y: j5 }' j7 p（4）变压器感量过小
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【调通要点】
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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。

$ V: |: K1 K0 H: e! U" y0 a【最终结果】

9 D) ]# S4 s) w' P  [4 k/ h- Z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。