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标题: 电源故障之空载电压不正常、频率过高问题，试试这些方法 [打印本页]
作者: 思睿达小妹妹 时间: 2023-7-25 11:03
标题: 电源故障之空载电压不正常、频率过高问题，试试这些方法
本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-7-25 11:04 编辑
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! u0 |/ M4 p9 `8 _3 N" ]: o( g作者：屈工有话说
! R- ]$ K: }3 F7 d6 H( M( }. E: `9 I( }0 Q! z7 |3 s
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。
2 T0 W( P0 V* P8 L0 I; Q5 s; c( E6 I+ D- _) v' s5 t& t8 Z0 L
以下为测试样机图片：8 @/ g1 ^2 Y1 ]$ z+ w: l( o
( Q8 O1 H$ P6 w[attach]47809[/attach]
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[attach]47810[/attach]
CR52177SC样机图片
% f/ _8 R7 }: o【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 H; i$ |. t6 l6 }+ Y* {; S【规格】5V1A0 F# L' r2 \0 q
【控制IC】CR52177SC
) T8 l: j3 W Z# c
5 r! g+ P L/ v- w# ~7 pCR52177SC—极简自供电原边PWM开关
) r. M4 f" e5 F1 _. l$ B( |
4 V, V4 f! X8 w5 R9 o ACR52177SC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。) H" X% S4 M- K* D4 z/ G
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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。# u. h- w# z% T
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主要特点4 T9 W( k6 e( S/ I- _! {! a% n0 {
$ F7 r/ h( |+ {, n' `
● 极简外围应用电路0 Y* @7 t1 J) H4 D
● 内置快速启动，省启动电阻
) t- x7 k4 M& B4 I* ]● 内置自供电功能，省供电二极管
+ T) H* ?9 L3 ?; P6 O● 省FB端下偏电阻
/ Y* ?# \4 x5 B; {% V; `● 内置峰值电流检测，省电流采样电阻
8 j$ \% r# \% {" f0 p5 K- R( Q● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431; i6 W ]# M" D, `9 l
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
% [5 Z+ V* y3 x● 采用多模式控制的效率均衡技术
. g0 f, a2 D b0 g0 a● 内置输出线电压补偿功能
/ v z, K" _" A4 j● 内置初级电感量偏差补偿功能6 h ^! X* T/ u4 V: o
● 内置全电压功率自适应补偿功能
$ O; I( q% b0 i5 a● 内置过温度保护功能
0 p2 s7 d$ l* o4 J● 内置FB开路和短路保护功能# Z& u/ X; p: C7 [6 J* n1 w r
● 内置前沿消隐
0 v+ n' ]2 O1 o# C● 逐周期过流保护
4 [+ A* g& f. t; _● SOP-7L绿色封装
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基本应用
; s9 }0 w7 y" Z# J
8 Q8 x, G0 o% ?0 J) m● 小功率电源适配器4 N/ j$ P; J2 z. k
● 蜂窝电话充电器
4 m0 s6 s5 k% f( Y7 ]7 Q$ c● 圣诞灯、LED驱动器
& `6 b, ~2 o4 y! ~9 _, t● 替代线性调整器和RCC
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$ m, k' J7 k; y8 ?! o e& X: p- ~典型应用 c; j' L* j5 x6 D% ?- \4 D
" c% k& ]6 {) r8 W6 i4 H
[attach]47811[/attach]
[attach]47812[/attach]
9 F3 c$ H, N+ ~4 v4 V8 I$ Y7 }& f
管脚排列
2 ?2 R Z3 w4 l& n: H( i6 d" R# J# X: u$ G
[attach]47813[/attach]
; F: N9 e- \% `
管脚描述( s4 ?2 L4 N3 z( e
& x% y0 Z+ S6 u3 r/ V* J% y[attach]47814[/attach]
0 C5 M1 h+ y6 p% l# ~【问题描述】
8 V( @) {" q8 T) [2 B, A7 l6 W7 K
% {, K# c; A# i7 t8 l空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。
$ S( F( m, F p" r- m9 V6 C( |& M; }* a* w& N( l) e1 S- \) Z! o
[attach]47815[/attach]
图1 输出电压波形图
/ g& A' c# J* p" _. V[attach]47816[/attach]
图2 MOS波形及频率图
( o0 O. E! D9 f3 O! e9 [7 {1 H& C- ]
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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; I4 c5 G4 S3 j5 D- a$ l【解决思路】
% i2 q4 b+ i! |& q' O) m4 p8 H. P7 z; _" ^
01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：7 d) {) c" L1 y ]; f: o
( |+ b4 ^& z# s# R' T# d K- e0 V（1）可能是假负载问题
G" a( c V/ ?2 S$ O7 I（2）有可能是环路不稳定所导致的% |" m2 ~) d# H9 G
（3）元器件损坏故障
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( a1 `/ A2 W1 _6 f. U02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：
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5 B' B* D3 k9 {+ i9 B（1）可能是输入电容容量不够
7 \3 N+ d1 K" Z4 G8 _（2）环路不稳定导致
; N' T; A# |) `* p6 }（3）元器件故障- Z% q6 v9 X! o3 ?+ @% ?
) O, l) o6 ~5 G
03、工作频率过高，可能是以下原因：
* Z6 S7 s& w+ r5 M* ^
W! m" k! C _0 U, [（1）反馈回路失效: T9 q& Q/ c/ m( {( \2 o7 @
（2）功率开关器件异常
6 i' R. y2 K! k: x9 `7 d（3）OCP过小2 r0 Y9 D* t* N* }0 O3 w
（4）变压器感量过小9 X( M. a8 f! m
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【调通要点】& Z7 ^/ x( H9 a
. ~4 G) J# `! G# Y& p1 _
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。3 K; j- C2 W# d1 Z0 O. {& w0 n# J
* I& W" P1 }2 _" ?
【最终结果】5 h. w% J: V0 O+ @3 a' y& Q9 n
' O8 V `3 O3 }以下为改善后的测试波形图：) D, x, V" }& g; T
9 ~' }9 c9 P' ^/ @: U! H$ Z[attach]47817[/attach]
图3 MOS波及工作频率
+ ` z5 K9 U8 f3 j: T6 d G; h9 X4 u[attach]47818[/attach]
图4 输出电压
6 h9 {8 c' k" z" q4 |, V: u
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。
# I+ m0 g4 S A' @3 b! n3 C, ?* @7 Z
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