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本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2023-7-25 11:04 编辑 7 c+ Z0 B# f! u! f8 ]6 |
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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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( P: B; e* O5 K. k/ f+ C6 _以下为测试样机图片：# }; u# k4 Z0 j7 D ]
3 L1 q, [8 k8 p% {8 D! g7 g- |$ ?$ G4 V# b
CR52177SC样机图片 5 H2 A% L% ^9 N4 e6 h
【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RCC6 o( Q- y ^" H) Z! {
【规格】5V1A5 G/ [8 y j8 K1 C
【控制IC】CR52177SC
8 q: M n- T$ v2 W
# j! }. B5 N3 X% o. mCR52177SC—极简自供电原边PWM开关/ R6 j( h4 p( y
8 p8 B& U5 @- J% F1 }- \- DCR52177SC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。: o# [: U$ Y! p- H0 b# u
9 b. a# ]" a$ S3 x+ a7 i# h. v5 ICR52177SC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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+ f2 u- O5 f9 h主要特点
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● 极简外围应用电路
* g0 Q1 L+ L' {: m0 x: C● 内置快速启动，省启动电阻
4 G0 b; e2 {( K6 x● 内置自供电功能，省供电二极管
" e# a, ?9 m. X9 G% i* E2 A2 f+ F● 省FB端下偏电阻
4 G7 G# ^. i! J9 o ?$ G+ o, L3 q3 Z● 内置峰值电流检测，省电流采样电阻) Q b" U; H9 O( R& k- b
● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431
6 f4 i5 v4 W! U* Y● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出" _$ l+ _2 j4 K$ i' E6 E
● 采用多模式控制的效率均衡技术
% E* T: M. \$ a) P, x: ]● 内置输出线电压补偿功能9 x( M0 [8 n6 \2 E* v- b
● 内置初级电感量偏差补偿功能" @2 G, f* T2 [/ [3 I
● 内置全电压功率自适应补偿功能( k3 A4 I0 m& l# j, E: I
● 内置过温度保护功能
3 N) N3 ^$ N" J# g# K● 内置FB开路和短路保护功能
! q2 G( E4 k3 y3 g5 c& X● 内置前沿消隐* v3 _! t2 B: q& x$ E! X
● 逐周期过流保护! h4 g8 q0 }1 h+ W3 k$ e
● SOP-7L绿色封装
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0 ]2 \1 ^3 F1 P o @基本应用
& `7 n; }8 r- f- j$ V4 y, [
" ~7 t- h: e7 s- q: K( C* h8 ]● 小功率电源适配器
( ^! o& N5 x2 A● 蜂窝电话充电器
A- b+ |) x: I9 V' d( W* ], h● 圣诞灯、LED驱动器 \+ ~: Y% D. Y: H& ?: Y$ n4 K! n
● 替代线性调整器和RCC* l6 u' N8 I* R1 m1 D+ M# {" \ l
# _! u' S0 D" l, f$ |# _典型应用) f. O, m6 T9 Q
# e$ g5 i1 {7 k- n
. e% P2 M4 n4 h9 D/ U* B! W, Y1 m; }
管脚排列
+ }' U0 u: M9 ]" J# {; B& e, m- l( S3 u
3 K7 | N) |' y Y; b) n
管脚描述5 E/ @* s3 F U, X& }* q4 S
+ m; p# H( m' O1 g0 A- A' ]: y. o
# j, P4 j3 G6 k' Z) b5 N
【问题描述】) I& z$ s; P$ |, T
1 T- S0 @+ y- y$ L空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。5 \4 {0 p* s& v5 c# k7 r$ B
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图1 输出电压波形图 2 H. I3 Z0 s A) a4 P# y
图2 MOS波形及频率图 5 }1 t8 e7 U" }- Z$ m" s l# N
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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【解决思路】
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01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：; g3 H: X3 w0 s9 a% T8 E, ?6 } N
9 o! Q Y- V; T8 E& s（1）可能是假负载问题
$ {( r' ^4 w. {: e+ o9 V1 h* C/ D（2）有可能是环路不稳定所导致的; E/ c1 E! J) [* v
（3）元器件损坏故障3 s- g, t8 Q6 w# z( p" J
/ L. z7 [2 Q i* c0 m: O$ k
02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：
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6 [" u# w- y5 e' D/ N4 \! @( f（1）可能是输入电容容量不够
" B% q, D; f3 l% ]' Q* v（2）环路不稳定导致2 u3 U2 Q0 W4 p6 Q" E5 g% y3 s
（3）元器件故障' L* E8 I" L: S
8 M( [7 }5 V( b5 B. _* c8 ~03、工作频率过高，可能是以下原因：5 k+ `3 _2 Q6 Z d6 H2 G" E1 i( W4 \
+ j8 [$ }, j4 {! R- _1 \* U（1）反馈回路失效
$ W/ B/ `' z7 a5 ?$ s（2）功率开关器件异常4 e3 Y# G: G! D- |0 U- q+ Y$ Y
（3）OCP过小2 F& g6 }6 W+ s( d; H- \6 A
（4）变压器感量过小
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" |4 _' P" A6 R) j8 R【调通要点】
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( K$ ~2 O& g3 F# N8 r% G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。
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q* v1 @) S0 f, m! Q( M' z【最终结果】
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以下为改善后的测试波形图：
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6 X) k7 A" b4 d- K) i! |( k+ r图3 MOS波及工作频率 0 U0 w0 `6 k0 z$ S8 |2 ~
图4 输出电压
- w9 Q" X3 c% N( `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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发表于 2023-7-25 11:03:07
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