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
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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。
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: t% X* E  G% ^: i以下为测试样机图片：

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CR52177SC样机图片

5 h; Q- r' S; r) U+ ]% z/ x【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

CR52177SC—极简自供电原边PWM开关
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7 ]8 U$ v9 r, P7 E1 p& NCR52177SC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

● 极简外围应用电路
● 内置快速启动，省启动电阻
; u. D2 e8 ^# T1 T. o' M2 B2 G9 x● 内置自供电功能，省供电二极管
8 ~+ a( F& _- m: J1 d" U  }  b● 省FB端下偏电阻
1 Y  k5 e; E, T6 C9 x$ k0 o● 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
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出
. w, s) a1 j! w6 M; S● 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
3 P* b6 }1 ]9 _+ b3 X7 y1 R● 逐周期过流保护
$ q1 \# W, V8 ]* D1 a4 V# @● SOP-7L绿色封装
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6 D& k" h5 o# H7 J+ [: r  G3 o基本应用

● 小功率电源适配器
; f2 N, f' W) {3 t$ t● 蜂窝电话充电器
7 K% s$ _* k* u. k/ ]6 ?3 C% A● 圣诞灯、LED驱动器
$ }2 O# }  w9 S● 替代线性调整器和RCC
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2 I3 A' [! t' K3 X典型应用
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, @& C( }2 A, \/ }7 n8 p7 j! t. C2 e管脚排列
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管脚描述

【问题描述】

/ e2 i* V& M: A3 b* ]6 c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

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图2 MOS波形及频率图

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】

! N: ~4 ^$ X9 f% R01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：
. [. G  i, M- A
（1）可能是假负载问题
（2）有可能是环路不稳定所导致的
（3）元器件损坏故障
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5 {# y3 H! r  ]' ~0 d1 ]! n02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：
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% j. \2 u; g) o/ ?3 e6 F, }( o# f（1）可能是输入电容容量不够
/ m4 \7 i* ^: U3 E- H0 g（2）环路不稳定导致
- i7 x7 J" M' H/ N; r8 q, k; T' ^" d（3）元器件故障

, d5 Y+ d5 \* q' w03、工作频率过高，可能是以下原因：
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（1）反馈回路失效
/ L1 h+ X6 C2 I) b（2）功率开关器件异常
（3）OCP过小
4 O! P; z7 y2 s$ x（4）变压器感量过小

【调通要点】

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。

! e  ^/ i0 E3 Q2 T/ T1 k8 U【最终结果】
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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

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。