开关电源工作频率不正常怎么办

通常电子设备发生故障时，电源故障是大多情况下的主要原因。在前几期的文章中，我们介绍了开关电源在遇到不同故障时的解决措施。本期小编给大家介绍一下另一个难点，就是当开关电源工作频率不正常时，我们的解决思路和调通要点，帮助大家快速排除故障。

以下为测试样机图片：

 

 

 

CR5215SG样机图片

 

【应用】小功率电源适配器/替代线性调整器和RCC/充电器/LED驱动器等

 

【规格】12V1A

 

【控制IC】CR5215SG
 

关于CR5215SG

产品概述

 

CR5215SG是一款应用于小功率 AC/DC 充电器和电源适配器的高性能离线式脉宽调制控制器。该芯片采用原边检测和调整的拓扑结构，因此在应用时无需TL431和光耦。芯片内置恒流/恒压两种控制方式。在恒流控制时，最大输出电流和输出功率可以通过CS引脚的限流电阻RS设定。在恒压控制时，内置恒压采样电路以及高精度的误差比较器基准电压保证了芯片的高性能和高精度。此外，内置线损补偿电路保证了从空载到满载条件下输出电压精度。芯片还具有极低的静态工作电流，芯片待机功耗低于75mW。

 

CR5215SG针对各种故障设计了一系列完善的保护措施，包括逐周期峰值电流限制、VDD过压保护、FB开路保护、输出短路保护、前沿消隐、过温保护、电源钳位和欠压锁定功能。在FB上拉电阻开路，FB下拉电阻短路，输出二极管开路或者短路，变压器绕组短路，CS引脚电阻开路等故障条件下都能有效保护，使得芯片具有F更高的可靠性。

主要特点

 

● 低启动电流

● 恒压精度可达±5%、恒流精度可达±5%

● 全电压范围内高精度恒压和恒流输出

● 动态负载响应功能

● 可编程CC/CV模式控制

● 高能效QR控制模式

● 内置初级电感量偏差补偿功能

● 内置输出线电压补偿功功能

● 内置全电压功率自适应补偿功能

● 无音频噪音控制技术

● VDD端过压、欠压保护功能

● VDD端钳位电路

● 内置输出过压保护功能

● 内置FB开路、短路保护功能

● 内置输出二极管开路、短路保护功能

● 内置前沿消隐电路

● 逐周期电流限制

● 过载保护功能

● 过温保护功能

● SOP-7L绿色封装

基本应用

 

● 小功率电源适配器

● 蜂窝电话充电器

● 圣诞灯、LED驱动器

● 替代线性调整器和RC

典型应用

 

管脚排列

 

 

管脚描述

 

【问题描述】

工作频率不正常，如下图：

 

 

 

此样机工作频率大多在60KHz左右，但有少数70-86KHz。此IC的最大工作频率在70KHz以下，所以该样机的工作状态是不正常的。

 

 

【解决思路】

 

1、检查电容元件：电容元件是开关电源中常用的元件之一，如果电容元件品质不良，则会导致开关频率过低。可以通过更换品质好的电容元件或者增加并联电容元件来解决问题。

 

 

 

2、检查输出负载电容：输出负载电容不足也会导致开关频率过低。在此情况下，可以增加输出负载电容或者更换品质更好的输出负载电容。

 

 

 

3、检查反馈电路：反馈电路也是影响开关电源工作频率的一个重要因素。如果反馈电路不稳定，则可能导致开关频率过低。可以通过检查反馈电路并进行必要的修复来解决问题。

 

 

 

4、检查变压器：开关电源中的变压器也是影响开关频率的重要因素之一。如果变压器品质不良，则可能导致开关频率过低。可以通过更换变压器参数来解决问题。

 

 

 

5、设计问题或制造缺陷：在一些情况下，开关电源的设计问题或制造缺陷可能导致工作频率异常升高。例如信号线路设计不合理、元器件选型不当或制造过程中的误差等。

【调通要点】

 

首先调整了电流反馈电路中的限流电阻，以此来降低工作频率，看看是否能工作正常，发现工作频率大多在46KHz左右，但也会偶尔出来一些65-70KHz的频率波形，说明电路工作是不正常的，还得继续改善。

 

 

上图为变压器的参数图，感量为1.35mH。由于此电路是原边反馈电路，怀疑是变压器的参数有问题导致工作频率不稳定，所以拆开变压器，检查变压器的设计。发现变压器磁芯并没有如参数图一样接地，而是接到了VCC绕组的另一个绕组上面，并且变压器匝比过高，而且初级绕组绕的并不饱满。于是通过增大变压器匝比、增大感量至1.5mH、磁芯接地来重新绕制一个变压器进行调试。

 

 

【最终结果】

 

通过更改变压器之后，工作频率正常，所有的频率都在40-50Khz左右，解决了偶尔频率过高的问题，消除了隐患。后续如果想要更高的能效，通过增大限流电阻来增大频率以达到效率变高即可。