芯片替代后電壓不穩(wěn)、輸出紋波大怎么辦

芯片領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)替代是一個(gè)高頻熱詞。近幾年來(lái)，由于缺貨潮和價(jià)格等因素，很多廠商用國(guó)產(chǎn)替代解決了燃眉之急。國(guó)產(chǎn)替代對(duì)企業(yè)有著重要的影響，它可以增加企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，提高效率和降低成本。當(dāng)然，在芯片替代過(guò)程中會(huì)遇到一些問(wèn)題，需要工程師去克服。

我們的工程師用國(guó)產(chǎn)IC CR6890H直接替換客戶主控IC后，發(fā)現(xiàn)有異音。經(jīng)測(cè)試后，發(fā)現(xiàn)電壓不穩(wěn)、輸出紋波過(guò)大、開(kāi)關(guān)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(cè)試樣機(jī)圖片：

CR6890H樣機(jī)圖片

【應(yīng)用】電機(jī)類適配器/存儲(chǔ)設(shè)備電源/AC-DC適配器/充電器等

【規(guī)格】12V3.2A

【控制IC】CR6890H

關(guān)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(jī)功耗的CCM+PFM混合電流模式PWM控制器。CR6890H輕載時(shí)會(huì)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(hù)功能，如cycle-by-cycle電流限制、OCP、OTP、VDD_OVP、UVLO等，還可以通過(guò)PRT腳分別精確設(shè)置外置過(guò)溫保護(hù)和輸出電壓過(guò)壓保護(hù)。軟啟動(dòng)功能可以減少系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)MOSFET的應(yīng)力，前沿消隱時(shí)間簡(jiǎn)化了系統(tǒng)應(yīng)用。通過(guò)頻率抖動(dòng)和軟驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，降低開(kāi)關(guān)噪聲，簡(jiǎn)化了EMI設(shè)計(jì)。CR6890H提供SOT23-6L的封裝。

主要特點(diǎn)

●較低的啟動(dòng)電流(大約3μA)●內(nèi)置軟啟動(dòng)減少M(fèi)OSFET應(yīng)力●CCM+PFM控制模式●內(nèi)建同步斜坡補(bǔ)償，消除次諧波震蕩●內(nèi)建頻率抖動(dòng)功能，降低EMI●內(nèi)置65kHz開(kāi)關(guān)頻率●輕載降低工作頻率●15ms倍頻模式●可編程外置過(guò)溫保護(hù)并進(jìn)入latch●VDD過(guò)壓保護(hù)和輸出過(guò)壓保護(hù)功能并進(jìn)入latch●內(nèi)置前沿消隱電路●內(nèi)置輸出二極管短路保護(hù)●內(nèi)置過(guò)溫保護(hù)并進(jìn)入latch●過(guò)載保護(hù)●SOT23-6L封裝

基本應(yīng)用

●AC/DC適配器●電機(jī)類適配器●充電器●存儲(chǔ)設(shè)備電源

典型應(yīng)用

管腳排列

管腳描述

【問(wèn)題描述】

直接替換客戶主控IC后，發(fā)現(xiàn)有異音。經(jīng)測(cè)試后，發(fā)現(xiàn)電壓不穩(wěn)、輸出紋波過(guò)大、開(kāi)關(guān)波形出現(xiàn)大小波的情況，如下圖：

原客戶樣機(jī)輸出紋波為180mV左右，而替換IC后紋波高達(dá)456mV

原客戶樣機(jī)開(kāi)關(guān)頻率較為工整，為65KHz左右，替換后明顯出現(xiàn)大小波

【解決思路】

雖然IC可以直接PIN對(duì)PIN替換，但是每一個(gè)IC的功能特性都會(huì)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(guò)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(huì)對(duì)反激開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生以下影響：

1、輸出紋波增加：環(huán)路不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致輸出紋波增加，即輸出電壓的波動(dòng)增大。這可能導(dǎo)致連接在開(kāi)關(guān)電源輸出端的負(fù)載工作不穩(wěn)定，影響到負(fù)載的正常運(yùn)行。

2、動(dòng)態(tài)響應(yīng)不良、出現(xiàn)大小波：環(huán)路不穩(wěn)定會(huì)降低開(kāi)關(guān)電源的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。當(dāng)負(fù)載突然變化時(shí)，開(kāi)關(guān)電源無(wú)法迅速調(diào)整輸出電壓，導(dǎo)致輸出電壓的偏差較大和恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)。這可能會(huì)影響到負(fù)載的要求和設(shè)備的穩(wěn)定性，進(jìn)而出現(xiàn)大小波。

3、EMI特性變差：環(huán)路不穩(wěn)定會(huì)使開(kāi)關(guān)電源更加敏感于外部干擾。如輸入電壓的波動(dòng)、負(fù)載變化或其他干擾信號(hào)可能引起輸出電壓的大幅波動(dòng)，并使電源無(wú)法有效抵御和補(bǔ)償這些干擾，導(dǎo)致EMI變差。

4、效率下降：環(huán)路不穩(wěn)定可能導(dǎo)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(dǎo)致能量在電源系統(tǒng)內(nèi)部的損耗增加，使能量無(wú)法有效轉(zhuǎn)換和傳輸，從而降低電源的效率。

【調(diào)通要點(diǎn)】

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(guān)，需調(diào)環(huán)路來(lái)使得開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)頻率為62.5KHz左右，但還沒(méi)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(diào)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(jié)果】

環(huán)路調(diào)試完成后，輸出電壓變得穩(wěn)定，輸出紋波為108mV，開(kāi)關(guān)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。