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本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-7-25 11:04 编辑
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作者：屈工有话说
4 p6 x( o1 I$ J' X; V. ^: f) [6 V5 v. I( P$ I @- c# ~6 K0 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。: G+ x& d. l' U- s7 V
* [3 Q) |, _8 @3 w' p* O# E9 l- R以下为测试样机图片：
" C& q' `) o1 f/ O% Q6 Z& l7 ?
! {- K7 J. ^2 O F' G. p& o9 e3 `: d& G1 ~& C, Z
CR52177SC样机图片 ( t# R" B) Y% `- o, X6 a
【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
2 I7 Z+ d( A* z6 J7 t- ~0 f【规格】5V1A! c" @! u+ W+ Z: `' J" Y- J
【控制IC】CR52177SC/ |3 [4 Q( z& \9 a5 ~
% P; j" _3 G0 P
CR52177SC—极简自供电原边PWM开关. w- d: e6 }" f: F7 s9 e
2 r4 E: G' f6 P# a# `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。6 }6 s4 [* b& k/ A. G( A/ P1 I
0 z; W; N/ }6 U( L8 q4 yCR52177SC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。7 |; | `7 L. L1 @
7 z. f8 a& i0 o+ g3 j6 H主要特点! b1 E% u! Q" H! J* v: j
; M, r4 m1 r# G2 |; n" I4 k● 极简外围应用电路
! c, N) I& F% C, ^" p● 内置快速启动，省启动电阻8 z& F' Z. ?6 P( B
● 内置自供电功能，省供电二极管2 p1 H! u5 u7 R& G+ h" Z4 r
● 省FB端下偏电阻- G8 {3 Q. Y; D+ X' h3 u" S$ `* _
● 内置峰值电流检测，省电流采样电阻# r' Q; M' D9 c4 q/ S% w, h
● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
2 H3 P3 C$ k- g● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出# S9 a/ ]2 D& J0 O" x% ^: n
● 采用多模式控制的效率均衡技术9 G& V& }5 Q, p- ~! @
● 内置输出线电压补偿功能& K# r0 _- e# {7 E! [& V
● 内置初级电感量偏差补偿功能" r* F" i) _2 [
● 内置全电压功率自适应补偿功能) l% q' D d$ e H. J
● 内置过温度保护功能
: j2 l; t l9 U# Q& a( |● 内置FB开路和短路保护功能
5 v: |; X! K9 }* [- ]● 内置前沿消隐5 V. P# [- z& j( Z: Q
● 逐周期过流保护9 j2 i D- K3 m o
● SOP-7L绿色封装 }/ p0 @2 x9 c0 R2 T5 R
0 a# i, l' ^/ o7 H: r2 N
基本应用
. Z1 }$ B- ^9 J/ `
7 t% ^6 W# P4 z3 w2 a0 x3 j" @● 小功率电源适配器
. |4 p- N" L- g8 c) {! r● 蜂窝电话充电器/ @4 m. s% ^/ Z9 E8 |6 z/ z
● 圣诞灯、LED驱动器+ X! Y0 P5 {5 Y, r# ~
● 替代线性调整器和RCC
. |, _: ]4 M: _( w6 B: T/ G1 N5 r+ H
典型应用3 A1 \9 T2 h- I+ R9 u2 t5 Z( g
0 o1 c, K( g# }7 I3 e
$ U* Q5 r6 m+ _9 y" y管脚排列
2 J7 l6 i- `, L3 [' B: `' D2 K+ h5 K2 T) x* v% \
+ n; Y5 t8 }4 ], W
管脚描述
+ M% a, i1 ?5 R# A0 j
* [- I3 z! Z) C4 |% F
- n3 u5 c: D o2 d: E4 V【问题描述】
/ Q4 X3 }5 R% j" N& l8 H: j6 N' B9 g
空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。: Z, j6 K( P% O
' j7 s* n( B7 v( t图1 输出电压波形图
& n1 M5 E, ~9 H, B. N: ]图2 MOS波形及频率图
& i; Z. o7 ~! t- F/ o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。, r+ r) ^5 ?9 z: S7 a6 Q
! O: q$ _9 r" c) s `7 g4 S
【解决思路】" P0 X! j+ t* T8 ~3 Q
Y) D+ h5 t9 Z( D' [" J01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：
! z- t: k% E2 c0 |. J" [
8 I7 V3 Q1 x( k4 o1 d（1）可能是假负载问题
?6 S6 q! R, b. w4 N* ^1 Q ?4 q: @（2）有可能是环路不稳定所导致的
2 U( z0 @4 v1 Q) R0 h' z# S) Y（3）元器件损坏故障) |! Z0 p& d4 {3 r/ s% a9 ~
; j1 F! k4 M7 r8 Z; y, k0 {1 V; f8 A02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：- i' ] z& l6 E2 M
. P. e0 Q7 t, U+ b: k
（1）可能是输入电容容量不够
$ y, j |% i7 G! I" a( G. W7 u（2）环路不稳定导致
! \0 w& D, p- @2 D（3）元器件故障
! {1 B8 M0 [' g# m* @ M1 m
+ Y2 m2 C: b* z7 H' v03、工作频率过高，可能是以下原因：
' i& k2 R% k. [2 a2 w
& M& Q; C+ j, Y$ d; C( Z（1）反馈回路失效/ C g3 T8 ^ _- H! t
（2）功率开关器件异常
4 v/ P/ F$ C" V( K1 ~# S（3）OCP过小# C2 ]3 b6 l/ l, P' P/ ~* t* K; V
（4）变压器感量过小$ A8 z1 M) w; V/ R' \
& \, b% g$ F K" A% \9 U; a- ~【调通要点】9 H ~# e" \- ]$ f1 K7 `/ R
/ i% ]) x2 k3 a% q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 K G% q, t' _3 x" q. q# }2 H1 X( t: y
【最终结果】- H5 I; E2 j! _3 o0 J; [ b) P
( |0 B. n8 ~' B I
以下为改善后的测试波形图：5 {; ~ c$ L1 M5 h# h" V, _" I
: q5 L. Q0 E7 r8 d/ Z! p. T6 R
图3 MOS波及工作频率
5 I" L A- f* Z; b图4 输出电压 4 M0 t& B) d& e- Y, p
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。" t; P% M3 x% f& k
3 Q2 ?* p; w5 D& E( q. O3 J; q
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发表于 2023-7-25 11:03:07
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