芯片替代后电压不稳、输出纹波大咋办？这些技巧让你少走弯路
作者：屈工有话说
芯片领域的国产替代是一个高频热词。近几年来，由于缺货潮和价格等因素，很多厂商用国产替代解决了燃眉之急。国产替代对企业有着重要的影响，它可以增加企业的竞争力，提高效率和降低成本。当然，在芯片替代过程中会遇到一些问题，需要工程师去克服。
我们的工程师用国产ic cr6890h直接替换客户主控ic后，发现有异音。经测试后，发现电压不稳、输出纹波过大、开关波形出现大小波等情况。本文我们将分享解决思路和技巧，以下为测试样机图片：
cr6890h样机图片 【应用】电机类适配器/存储设备电源/ac-dc适配器/充电器等
【规格】12v3.2a
【控制ic】cr6890h
关于cr6890h：高性能ccm+pfm绿色节能pwm控制器 cr6890h是一款高集成度、低待机功耗的ccm+pfm混合电流模式pwm控制器。cr6890h轻载时会降低频率，最低频率22khz可避免音频噪声。cr6890h提供了完整的保护功能，如cycle-by-cycle电流限制、ocp、otp、vdd_ovp、uvlo等，还可以通过prt脚分别精确设置外置过温保护和输出电压过压保护。软启动功能可以减少系统启动时mosfet的应力，前沿消隐时间简化了系统应用。通过频率抖动和软驱动电路的设计，降低开关噪声，简化了emi设计。cr6890h提供sot23-6l的封装。
主要特点
● 较低的启动电流(大约3μa)
● 内置软启动减少mosfet应力
● ccm+pfm控制模式
● 内建同步斜坡补偿，消除次谐波震荡
● 内建频率抖动功能，降低emi
● 内置65khz开关频率
● 轻载降低工作频率
● 15ms倍频模式
● 可编程外置过温保护并进入latch
● vdd过压保护和输出过压保护功能并进入latch
● 内置前沿消隐电路
● 内置输出二极管短路保护
● 内置过温保护并进入latch
● 过载保护
● sot23-6l封装
基本应用
● ac/dc适配器
● 电机类适配器
● 充电器
● 存储设备电源
典型应用
管脚排列
管脚描述
【问题描述】 直接替换客户主控ic后，发现有异音。经测试后，发现电压不稳、输出纹波过大、开关波形出现大小波的情况，如下图：
原客户样机输出纹波为180mv左右，而替换ic后纹波高达456mv
原客户样机开关频率较为工整，为65khz左右，替换后明显出现大小波 【解决思路】 虽然ic可以直接pin对pin替换，但是每一个ic的功能特性都会有所区别，所以外围器件也可能需要更改。出现电压不稳、输出纹波过高、大小波的情况，怀疑是电源的环路不稳所影响的。环路不稳定会对反激开关电源产生以下影响：
1、输出纹波增加：环路不稳定会导致输出纹波增加，即输出电压的波动增大。这可能导致连接在开关电源输出端的负载工作不稳定，影响到负载的正常运行。
2、动态响应不良、出现大小波：环路不稳定会降低开关电源的动态响应能力。当负载突然变化时，开关电源无法迅速调整输出电压，导致输出电压的偏差较大和恢复时间较长。这可能会影响到负载的要求和设备的稳定性，进而出现大小波。
3、emi特性变差：环路不稳定会使开关电源更加敏感于外部干扰。如输入电压的波动、负载变化或其他干扰信号可能引起输出电压的大幅波动，并使电源无法有效抵御和补偿这些干扰，导致emi变差。
4、效率下降：环路不稳定可能导致电源系统的整体效率下降。不稳定的控制环路可能导致能量在电源系统内部的损耗增加，使能量无法有效转换和传输，从而降低电源的效率。
【调通要点】 所谓的环路不稳，是指电路中的反馈环路不稳定，以下是cr6890h demo原理图：
电路中环路不稳，大概率与光耦附近的元器件（如上图）有关，需调环路来使得开关电源工作正常。
更改fb处的电容值后，大小波的现象明显消除，开关频率为62.5khz左右，但还没有完全规整。输出纹波也因环路变化而减小、但还是太大。
继续调试，更改光耦1,2脚之间的电阻与tl431的1脚电容后，输出纹波也有明显改善，从408mv到了224mv。
【最终结果】 环路调试完成后，输出电压变得稳定，输出纹波为108mv，开关波形也变得非常规整。随着环路的稳定，效率和emi也有所改善。
关于思睿达微电子 思睿达是专注于adc、dac、poe和dc/dc芯片级解决方案的高科技企业，目前同步推广启臣微全系列产品，希望将启臣15年在电源行业这份积淀，这份坚持发扬光大。思睿达同时也可以提供芯片级定制服务。
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