医疗推杆电源电压波动（突变）调试实例

医疗推杆电源电压波动（突变）调试实例

【样机芯片介绍】

本次调试的样机主控IC为成都启臣微的CR6900H，该IC为副边控制IC，内置125kHz开关频率，专门用于推杆电源及电机驱动电源等有高负载需求的场景。该芯片具有谷底检测功能，在整个负载范围内都有比较高的转换效率。芯片内部频率优化实现了优异的EMI效果，限制最小工作频率为22kHz，避免工作时产生噪声。

 

 

 

【应用】医疗器械推杆电源

【样机图片】

 

 

 

【输出规格】29V2A(OCP>11A)

 

 

 

【问题点】

·   现如今许多国家和地区对用电设备的功率因数有强制要求，例如欧盟的 CE 认证、美国的 ENERGY STAR 标准等，特别是功率大于 75W 的设备，通常要求必须具备 PFC 功能。

·   推杆电源（常用于工业自动化、医疗器械、智能家居等领域）若需进入国际市场或满足国内高规格应用场景（如医疗、通信），加装 PFC 线路是合规的必要条件。

该机型为前端PFC+后CR6900H的医疗推杆电源，产品主攻欧洲市场，为客户反馈在测试该额定2A,OCP>11A机型输出V-I曲线时发现在低压输入带载8A以上时电压波动比较大（如下图所示），高压输入时正常。客户要求全负载段电压要呈线性下降，否则在应用于终端产品时设备电机会出现抖动的情况，影响产品功能。

 

 

 

【调试过程】

对于这种电压波动问题，我们首先认为是光耦和431反馈环路问题，因为这部分线路主要用于控制输出电压，对输出有较大影响，但是在调试了一圈以后发现并没有明显改善，排除环路影响。

之后又怀疑是不是功率太大磁饱和了，但是查看了变压器设计及低压带8A时的CS波形，并没有异常，所以也排除饱和。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第三个调试方向为怀疑PCF线路对电源的干扰，所以我索性把PFC电路断开，单独测试电源部分，发现单独测试电源部分电压在全负载段电压是线性下降的，没有出现上面的波动现象（如下图）：

 

 

 

于是我同时监测输入大电容和输出电压波形便有了重大发现，在7-9A负载段时，输入电容电压会掉到150V左右，而客户反馈该PFC低压输出为260V，高压输出为360V，在输出电压波动的同时，输入电容电压也会从150V突然变回260V并会出现一个过充，那么问题很有可能就是出现在这里，在输入电容电压掉落的这一段很有可能就是PFC功率不够进入了保护状态，当负载加大，电压下降后，功率就变小了，又恢复了260V。如下图所示（绿色为输入电容波形，蓝色为输出电压波形）：

 

 

 

输入电容电压会掉到150V   变回260V并会出现过充

 

 

 

同时抓取输入电容（绿色波形）和PFC电流检测电阻波形（蓝色波形），可以看到在电压下降到150V时，与正常时相比电流检测电阻波形明显不正常，像是进入了保护状态：

                 

 

 

 

于是我尝试将PFC功率调大一些，将PFC电流检测电阻0.13R改为0.1R，测试波形如下（绿色为输入电容波形，蓝色为输出电压波形）：

 

 

 

 

 

 

可以看到输出电压已没有出现突变的情况了，而是随着负载加大呈线性的下降，已解决客户所反馈的问题点。接下来需要确认的是将PFC功率调大会不会带来其他风险，由于该PFC芯片并不是出自我们，且我们主要保证主电源部分没有问题即可，至于PFC部分风险问题客户已自行联系PFC芯片原厂进行评估。

 

 

 

以上便是该样机的调试过程，如有错误之处请指正，也欢迎大家在评论区讨论一下您的看法。如有类似的推杆电源方案需求欢迎在后台私信。