芯片替代后電壓不穩(wěn)、輸出紋波大咋辦？這些技巧讓你少走彎路

作者：屈工有話說

芯片領域的國產替代是一個高頻熱詞。近幾年來，由于缺貨潮和價格等因素，很多廠商用國產替代解決了燃眉之急。國產替代對企業(yè)有著重要的影響，它可以增加企業(yè)的競爭力，提高效率和降低成本。當然，在芯片替代過程中會遇到一些問題，需要工程師去克服。

我們的工程師用國產IC CR6890H直接替換客戶主控IC后，發(fā)現(xiàn)有異音。經(jīng)測試后，發(fā)現(xiàn)電壓不穩(wěn)、輸出紋波過大、開關波形出現(xiàn)大小波等情況。本文我們將分享解決思路和技巧，以下為測試樣機圖片：

【應用】電機類適配器/存儲設備電源/AC-DC適配器/充電器等

【規(guī)格】12V3.2A

【控制IC】CR6890H

關于CR6890H：高性能CCM+PFM綠色節(jié)能PWM控制器

CR6890H是一款高集成度、低待機功耗的CCM+PFM混合電流模式PWM控制器。CR6890H輕載時會降低頻率，最低頻率22kHz可避免音頻噪聲。CR6890H提供了完整的保護功能，如cycle-by-cycle電流限制、OCP、OTP、VDD_OVP、UVLO等，還可以通過PRT腳分別精確設置外置過溫保護和輸出電壓過壓保護。軟啟動功能可以減少系統(tǒng)啟動時MOSFET的應力，前沿消隱時間簡化了系統(tǒng)應用。通過頻率抖動和軟驅動電路的設計，降低開關噪聲，簡化了EMI設計。CR6890H提供SOT23-6L的封裝。

主要特點

●較低的啟動電流(大約3μA)

●內置軟啟動減少MOSFET應力

●CCM+PFM控制模式

●內建同步斜坡補償，消除次諧波震蕩

●內建頻率抖動功能，降低EMI

●內置65kHz開關頻率

●輕載降低工作頻率

●15ms倍頻模式

●可編程外置過溫保護并進入latch

●VDD過壓保護和輸出過壓保護功能并進入latch

●內置前沿消隱電路

●內置輸出二極管短路保護

●內置過溫保護并進入latch

●過載保護

●SOT23-6L封裝

基本應用

●AC/DC適配器

●電機類適配器

●充電器

●存儲設備電源

典型應用

管腳排列

管腳描述

【問題描述】

直接替換客戶主控IC后，發(fā)現(xiàn)有異音。經(jīng)測試后，發(fā)現(xiàn)電壓不穩(wěn)、輸出紋波過大、開關波形出現(xiàn)大小波的情況，如下圖：

【解決思路】

雖然IC可以直接PIN對PIN替換，但是每一個IC的功能特性都會有所區(qū)別，所以外圍器件也可能需要更改。出現(xiàn)電壓不穩(wěn)、輸出紋波過高、大小波的情況，懷疑是電源的環(huán)路不穩(wěn)所影響的。環(huán)路不穩(wěn)定會對反激開關電源產生以下影響：

1、輸出紋波增加：環(huán)路不穩(wěn)定會導致輸出紋波增加，即輸出電壓的波動增大。這可能導致連接在開關電源輸出端的負載工作不穩(wěn)定，影響到負載的正常運行。

2、動態(tài)響應不良、出現(xiàn)大小波：環(huán)路不穩(wěn)定會降低開關電源的動態(tài)響應能力。當負載突然變化時，開關電源無法迅速調整輸出電壓，導致輸出電壓的偏差較大和恢復時間較長。這可能會影響到負載的要求和設備的穩(wěn)定性，進而出現(xiàn)大小波。

3、EMI特性變差：環(huán)路不穩(wěn)定會使開關電源更加敏感于外部干擾。如輸入電壓的波動、負載變化或其他干擾信號可能引起輸出電壓的大幅波動，并使電源無法有效抵御和補償這些干擾，導致EMI變差。

4、效率下降：環(huán)路不穩(wěn)定可能導致電源系統(tǒng)的整體效率下降。不穩(wěn)定的控制環(huán)路可能導致能量在電源系統(tǒng)內部的損耗增加，使能量無法有效轉換和傳輸，從而降低電源的效率。

【調通要點】

所謂的環(huán)路不穩(wěn)，是指電路中的反饋環(huán)路不穩(wěn)定，以下是CR6890H DEMO原理圖：

電路中環(huán)路不穩(wěn)，大概率與光耦附近的元器件（如上圖）有關，需調環(huán)路來使得開關電源工作正常。

更改FB處的電容值后，大小波的現(xiàn)象明顯消除，開關頻率為62.5KHz左右，但還沒有完全規(guī)整。輸出紋波也因環(huán)路變化而減小、但還是太大。

繼續(xù)調試，更改光耦1,2腳之間的電阻與TL431的1腳電容后，輸出紋波也有明顯改善，從408mV到了224mV。

【最終結果】

環(huán)路調試完成后，輸出電壓變得穩(wěn)定，輸出紋波為108mV，開關波形也變得非常規(guī)整。隨著環(huán)路的穩(wěn)定，效率和EMI也有所改善。

關于思睿達微電子

思睿達是專注于ADC、DAC、PoE和DC/DC芯片級解決方案的高科技企業(yè)，目前同步推廣啟臣微全系列產品，希望將啟臣15年在電源行業(yè)這份積淀，這份堅持發(fā)揚光大。思睿達同時也可以提供芯片級定制服務。

審核編輯：湯梓紅