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

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。

: T( i. C+ D, Q, ~" n5 N以下为测试样机图片：
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CR52177SC样机图片

7 x/ M3 r7 \' q( C$ R【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
& z8 V- K3 c- U9 `; l/ z% l- K【规格】5V1A
【控制IC】CR52177SC
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3 p9 y& r8 ?- @. A+ rCR52177SC—极简自供电原边PWM开关
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3 G: ~4 Z7 G$ z; w6 n# N2 mCR52177SC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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8 C0 [6 X# N( C* a% ?! OCR52177SC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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4 t, D1 w- [* ~2 p主要特点
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) E* R  s  ?& T● 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
0 J; q; ?3 x$ W3 C( x● 省FB端下偏电阻
1 z- t1 p: ^8 p* K● 内置峰值电流检测，省电流采样电阻
! P& j7 c5 _3 Z● 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
7 m& i5 R, @( h2 B/ c● 采用多模式控制的效率均衡技术
$ R$ e1 t$ m5 k! K+ e6 f2 z● 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
9 H# O: s% W5 @% T+ b  Z% O● 内置过温度保护功能
● 内置FB开路和短路保护功能
, H. Y0 a" T. v9 X* W3 y  }● 内置前沿消隐
● 逐周期过流保护
● SOP-7L绿色封装

. j0 e0 ^6 J3 C基本应用

2 `, ~4 |: N( G● 小功率电源适配器
) P: T) [. E6 G& M1 b$ Q● 蜂窝电话充电器
5 u' N$ {! {5 G5 N9 a3 N● 圣诞灯、LED驱动器
● 替代线性调整器和RCC

典型应用

管脚排列

* R) ]' L7 Q, l  r+ R

管脚描述

7 T+ e$ h" W. ?- c1 l4 ~

. ]% U6 Z0 M8 t" n【问题描述】

空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。

图1 输出电压波形图

图2 MOS波形及频率图

( w4 X, I5 ?6 T) {) \! S* I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】

01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：
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5 l; W; c+ P& B（1）可能是假负载问题
（2）有可能是环路不稳定所导致的
: C8 [6 |/ m5 b% L: m0 p/ F（3）元器件损坏故障

" V/ Z, |* L) h02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：

- y+ z4 _/ \) Y（1）可能是输入电容容量不够
0 L& a; j- l2 T1 C/ A* d5 B* x' C（2）环路不稳定导致
( y, [9 Z) P9 A! Z# N8 e, V4 J（3）元器件故障
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03、工作频率过高，可能是以下原因：
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（1）反馈回路失效
/ |3 S! w- ?; F7 y& h: V5 @（2）功率开关器件异常
8 }, \& r9 o: p6 a) i（3）OCP过小
（4）变压器感量过小

【调通要点】
1 C. G' f& i; c5 v# `
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。

【最终结果】
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) S( w: {; ]/ h$ Q9 `1 D. n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

( Y: F! h, r1 B$ z% d+ L( u

图4 输出电压

) v. [8 Z/ ?- f8 L9 X) w4 ^( e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。