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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
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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。: S) J) S/ u8 G2 r Y M6 M
* D, _4 S, _$ A以下为测试样机图片：
! a0 A4 S5 n9 C. Z8 U$ a9 c" a/ C8 K3 h# K- G
( [8 K* r! ~) q0 r) B# W( b
CR52177SC样机图片 4 c3 X5 S1 s. r3 P7 I
【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/ j0 `- m$ d% v) r4 V: O
【规格】5V1A
; K, Q" i. R% ~, `5 I) s8 J【控制IC】CR52177SC V$ U! R8 {+ x9 o
6 ^2 Z7 L$ I8 v% ?% c/ r2 j# F# S, iCR52177SC—极简自供电原边PWM开关# F4 k6 H# ?2 M) ~6 s H8 ~( A
8 O* n9 A% {7 s; u- F+ Y. ?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。0 y* m* d# n# B; Y1 W7 E
* t9 c. s- R. P$ ]9 [/ B3 L/ c
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。
! j6 e1 E, C; Q! u9 E1 ^+ S
& |7 T0 K/ q2 i1 \- T8 }' r8 o) B6 Z主要特点( c& a- O/ I( ^- u/ ~% b
/ N$ q9 W9 z8 Y2 |) D: v% ^& t
● 极简外围应用电路; m+ x/ c* H4 ^) J
● 内置快速启动，省启动电阻
' Y# v4 @9 j9 K, q4 f$ I● 内置自供电功能，省供电二极管# N# L8 ^" k' ~% Z& o# n- m" `, }$ q
● 省FB端下偏电阻
2 }! K8 x+ Y; U; C/ s● 内置峰值电流检测，省电流采样电阻6 Z$ @ s7 V2 z% E/ u2 F' s/ ~
● 原边检测拓扑结构，无需光耦和TL431 o' w4 R- y9 C1 z1 ?3 B5 K* h3 D
● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出! e* Z# L2 R( ^
● 采用多模式控制的效率均衡技术
5 I, ]9 Q, {0 k+ z3 z● 内置输出线电压补偿功能
" z& \5 `9 ]6 y: \● 内置初级电感量偏差补偿功能
5 J% f5 g" H) Y5 ^2 N, I● 内置全电压功率自适应补偿功能
! M! s4 M3 C2 |- j2 J● 内置过温度保护功能
1 K) }( h+ q! `# x% T5 }2 I● 内置FB开路和短路保护功能
! _3 O+ Y" R+ L' W) T● 内置前沿消隐3 b' ]+ {% A# Q: X$ E
● 逐周期过流保护0 e& N [ t1 r0 Z8 {8 h2 e
● SOP-7L绿色封装( C; k7 I' K+ t$ V( u7 q
5 I' W& |- Y2 {
基本应用
% z# u1 Z9 `6 ~, b3 ~8 {! o6 x
4 q. g; M4 c& y/ y● 小功率电源适配器' l! i) ^, @8 X7 {8 j. I5 W
● 蜂窝电话充电器
- m' Z1 j+ g. N6 E, a& i" [● 圣诞灯、LED驱动器8 T* \+ m3 @- P! S
● 替代线性调整器和RCC
% F8 @+ {+ ~4 a/ L: {/ ~, |1 H9 r
典型应用
% ?! r$ x4 u. q
+ I5 q. c* W* [7 Y u8 H: |! y @) b: D }7 i& z
管脚排列# y0 y/ J% h+ @& Y
1 \2 ?: k& m# o7 z' Y& {0 e( {& F
9 L- ]% T7 H+ _9 {% M8 y
管脚描述
2 [/ H. S3 f7 ?
1 b4 T, {5 F+ J+ _0 q* o' v5 P
& M, _4 ?1 l+ }6 \. }【问题描述】
5 e% V5 e" Z7 v6 h5 X
r% g/ m3 {, n% e# h8 [; `空载电压不正常、低压无法启机、频率过高。+ u. `2 i0 e# z# n
+ Y8 [0 C0 k# R3 l- }7 X图1 输出电压波形图
0 p( t! J, K$ X8 ~图2 MOS波形及频率图
3 j5 {2 L/ c8 Q2 n3 z) a$ i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。
' a; Q, A5 |+ ^, }7 Q s' Q' Q0 }0 N, Q+ r
【解决思路】5 C% C. d* X# h6 a4 a; P
4 C* ^3 W. r# r4 l01、空载电压不正常，但带载时正常可能是以下原因：7 B: x# U2 m# d
& D8 o5 {/ ^/ F7 {. B: T( z（1）可能是假负载问题
7 C4 G9 B }3 ?. i0 C1 W) S2 O1 X（2）有可能是环路不稳定所导致的1 z/ z) P+ a+ |& x3 L6 @* G5 }
（3）元器件损坏故障
3 G4 X' o0 G) ] r4 ]
5 V/ E- [6 L9 n7 n02、低压无法启机，高压正常输出可能是以下原因：; N" {+ ], w; k& C
' i) S# P* m! G( j* c
（1）可能是输入电容容量不够
; b$ j8 ^" ]9 W$ u（2）环路不稳定导致
& v& t; W0 }8 E7 v（3）元器件故障+ }: Q; p) S! f4 \& Q
7 ]2 e3 v, t6 G2 o# B, `03、工作频率过高，可能是以下原因：
! n0 C) e. [: B( J, I$ u/ K+ F. L5 Q3 |, H( b0 s1 _
（1）反馈回路失效
5 S& S1 x0 X: x9 [（2）功率开关器件异常
7 t) D& n+ [9 U" A. Q. [3 Q& h5 y（3）OCP过小( q6 E0 }8 @1 h7 ]0 Z1 `
（4）变压器感量过小
0 s0 ~- ~5 P T: w4 r: s6 G3 B. f
【调通要点】+ |0 Q9 @% g0 s; L
+ o% d: {+ n& Q8 H7 A8 J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。( Y+ ^" N2 ~" w, N
3 ?4 }* D8 _" O: ]【最终结果】- u5 v+ r2 U4 J: F
% \1 q; t8 t; X; k以下为改善后的测试波形图：
) C. ~& e3 m2 v* o0 X6 \
/ F3 r; G2 |$ T2 V& X5 `( [图3 MOS波及工作频率 6 E( ^ @4 b: r/ k6 \, j
图4 输出电压
" A+ k' p x: X8 h! w- s+ i5 t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。
. t8 V8 p+ O( p7 g5 [
! O8 Q$ ?. J" D1 q4 n; @ |
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发表于 2023-7-25 11:03:07
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