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

. i- H/ {9 b* A. b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。

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
【规格】5V1A
【控制IC】CR52177SC

  t# c! g. `+ M  HCR52177SC—极简自供电原边PWM开关
" s, y) h+ N1 d0 r
$ ~; h* I% ?9 y5 s, E3 K. cCR52177SC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。
# ]# ~% I5 k' `/ a4 X& I( M
6 D7 a' z6 z1 I0 o- ^主要特点
% G6 `  U( c' k' E! B3 s" R' G
  V/ S* _& f0 V● 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
8 q, T, M2 R4 \' O2 K( @$ l1 u" U● 省FB端下偏电阻
6 J7 b, O1 F9 X( O● 内置峰值电流检测，省电流采样电阻
: g6 L, j" b9 e& T% c0 P6 U+ 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
  Y5 v. Y* o$ c. P; n1 |! C● 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
● 内置全电压功率自适应补偿功能
● 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
● 逐周期过流保护
● SOP-7L绿色封装

基本应用
8 Z' p. D2 ~* o# U4 o
● 小功率电源适配器
● 蜂窝电话充电器
% Q% Q; o. L1 @3 C● 圣诞灯、LED驱动器
● 替代线性调整器和RCC

4 _" ~4 k6 k' g典型应用
0 B1 y( Y2 T% _

管脚排列

管脚描述
7 t9 Q. N7 a" e2 i1 F" V  i2 t

【问题描述】

) T5 f' C( m2 T* O" v0 \空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。

% H6 E) s2 `1 S) H3 N9 S- L$ x6 Q

图1 输出电压波形图

6 U3 F7 A( m" g0 \# X9 A

图2 MOS波形及频率图

, [+ P% L/ f% @8 A: c! |. u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】
& p# r4 ?  J5 N( `
01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：

2 f; X1 |: t: ^6 u（1）可能是假负载问题
（2）有可能是环路不稳定所导致的
5 t( H! x' b5 E3 c$ j- O（3）元器件损坏故障

( A% d$ z" A1 }% R3 k4 O02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：
- W9 _7 }# G. P' B1 l
（1）可能是输入电容容量不够
（2）环路不稳定导致
) f" D4 I7 Y) m" g5 c  {9 S6 O（3）元器件故障

03、工作频率过高，可能是以下原因：
% {: G" n3 X  L
0 J3 S0 [$ ^& z) Y2 O7 V) ~（1）反馈回路失效
（2）功率开关器件异常
2 t! L1 O7 |" E9 E+ Y（3）OCP过小
（4）变压器感量过小
. O& P! z$ _4 J8 f- ~( Z7 ^4 c
9 r# W1 u+ Y5 S  v0 M【调通要点】
: g; b% Z" d. b% k& a$ u
& p6 ~9 g9 |- O1 v2 @5 ]* Q# K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。
4 [2 L0 ]% I5 ~  F" P0 z% g
$ x5 s; z+ p7 R1 J# v6 I【最终结果】
$ C1 f! O6 F( o9 N( o1 x5 c
0 j; u: j, ~, R% H9 t: X3 w以下为改善后的测试波形图：

图3 MOS波及工作频率

- r' A. l$ I  S4 O  M# w

图4 输出电压

8 y5 p  M; X' Q" }$ Q4 g+ ~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。