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

$ ?' H- q4 \9 F& j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。

以下为测试样机图片：
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( o, U+ K4 N7 Z6 x  `+ Y8 o

CR52177SC样机图片

7 F/ p. r* s/ N5 a7 e【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
5 L5 S! j7 p8 b【规格】5V1A
+ {# R; x/ M2 d【控制IC】CR52177SC

CR52177SC—极简自供电原边PWM开关
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) A" h6 l3 r9 R; ?$ q2 `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。
* D& m3 y: T6 H
7 a- [+ B1 f/ q( n& P8 i2 v4 _. O主要特点
" o: I3 E, C; Z; ]$ A; ~2 j! k/ W
& F# h) H8 d7 h( |; A- O● 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
$ _+ F: @5 V% q  Y2 A● 省FB端下偏电阻
● 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
  E6 z  o- }3 q( F$ F) ?9 p; v6 ~; f● 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
. @+ {2 M, d, J5 k7 B0 R● 内置输出线电压补偿功能
9 ]# ?3 `0 t2 q0 g/ h● 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
● 内置过温度保护功能
) S& b$ [( o, |- H● 内置FB开路和短路保护功能
● 内置前沿消隐
& ~4 v8 g' C; K& ]5 m* _4 q5 {● 逐周期过流保护
* v" i+ O( ]$ E2 a7 u2 `, ?● SOP-7L绿色封装

基本应用

● 小功率电源适配器
  @5 T7 N4 d& Q# \, x: \& p  U● 蜂窝电话充电器
● 圣诞灯、LED驱动器
● 替代线性调整器和RCC

典型应用
2 }% {+ d. x% j* @5 H
! |' P) c1 |3 w8 E: M- ?& h

管脚排列

6 K% ], j3 L0 m! g8 Y

( z& L6 w; u* ]管脚描述
% i% A$ e6 ]7 H6 p0 v/ K+ D

【问题描述】

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

; G7 X( _% W5 p' _4 b, W' k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。

3 T. Y2 O% j/ D1 R【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：
) f9 r% {2 A! E$ F& O- ~7 {7 t& b
（1）可能是假负载问题
8 Z) ~. ~" |1 n（2）有可能是环路不稳定所导致的
* I3 h: ^4 z% O+ a9 R（3）元器件损坏故障
( Y+ y8 O& O! g9 |. {+ A3 d# s
02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：

& ?0 P6 m9 V- p  X2 D（1）可能是输入电容容量不够
- E! r% u1 I$ l0 |8 [' H+ j（2）环路不稳定导致
（3）元器件故障
: _% J9 H* h- Z' o; M8 i. N
) D0 c& S3 [" M' \7 Z( Y! q: q03、工作频率过高，可能是以下原因：
: _; U' X) \- P( a) d
1 E  P: i5 |( _, F（1）反馈回路失效
8 C4 C  @$ C0 O- u（2）功率开关器件异常
（3）OCP过小
- q( Q" Y) Q, r/ E* s5 P9 b8 }5 W; A（4）变压器感量过小
+ m" q. n- F* \4 _! a# d' G+ a
【调通要点】
( b9 r5 J, U6 E' C' z8 H4 Z
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。

! K- d# k& t8 ?6 L( D$ e【最终结果】

以下为改善后的测试波形图：
* Z! x: E# K4 Y- n6 m
. Z9 C% o5 T4 m

图3 MOS波及工作频率

! ]6 M3 C7 |: K- H" G7 V

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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