醫(yī)療推桿電源電壓波動（突變）調試實例

【樣機芯片介紹】

本次調試的樣機主控IC為成都啟臣微的CR6900H，該IC為副邊控制IC，內置125kHz開關頻率，專門用于推桿電源及電機驅動電源等有高負載需求的場景。該芯片具有谷底檢測功能，在整個負載范圍內都有比較高的轉換效率。芯片內部頻率優(yōu)化實現(xiàn)了優(yōu)異的EMI效果，限制最小工作頻率為22kHz，避免工作時產生噪聲。

【應用】醫(yī)療器械推桿電源

【樣機圖片】

【輸出規(guī)格】29V2A(OCP>11A)

【問題點】

· 現(xiàn)如今許多國家和地區(qū)對用電設備的功率因數(shù)有強制要求，例如歐盟的CE 認證、美國的 ENERGY STAR 標準等，特別是功率大于 75W 的設備，通常要求必須具備 PFC 功能。

· 推桿電源（常用于工業(yè)自動化、醫(yī)療器械、智能家居等領域）若需進入國際市場或滿足國內高規(guī)格應用場景（如醫(yī)療、通信），加裝PFC 線路是合規(guī)的必要條件。

該機型為前端PFC+后CR6900H的醫(yī)療推桿電源，產品主攻歐洲市場，為客戶反饋在測試該額定2A,OCP>11A機型輸出V-I曲線時發(fā)現(xiàn)在低壓輸入帶載8A以上時電壓波動比較大（如下圖所示），高壓輸入時正常。客戶要求全負載段電壓要呈線性下降，否則在應用于終端產品時設備電機會出現(xiàn)抖動的情況，影響產品功能。

【調試過程】

對于這種電壓波動問題，我們首先認為是光耦和431反饋環(huán)路問題，因為這部分線路主要用于控制輸出電壓，對輸出有較大影響，但是在調試了一圈以后發(fā)現(xiàn)并沒有明顯改善，排除環(huán)路影響。

之后又懷疑是不是功率太大磁飽和了，但是查看了變壓器設計及低壓帶8A時的CS波形，并沒有異常，所以也排除飽和。

第三個調試方向為懷疑PCF線路對電源的干擾，所以我索性把PFC電路斷開，單獨測試電源部分，發(fā)現(xiàn)單獨測試電源部分電壓在全負載段電壓是線性下降的，沒有出現(xiàn)上面的波動現(xiàn)象（如下圖）：

于是我同時監(jiān)測輸入大電容和輸出電壓波形便有了重大發(fā)現(xiàn)，在7-9A負載段時，輸入電容電壓會掉到150V左右，而客戶反饋該PFC低壓輸出為260V，高壓輸出為360V，在輸出電壓波動的同時，輸入電容電壓也會從150V突然變回260V并會出現(xiàn)一個過充，那么問題很有可能就是出現(xiàn)在這里，在輸入電容電壓掉落的這一段很有可能就是PFC功率不夠進入了保護狀態(tài)，當負載加大，電壓下降后，功率就變小了，又恢復了260V。如下圖所示（綠色為輸入電容波形，藍色為輸出電壓波形）：

輸入電容電壓會掉到150V 變回260V并會出現(xiàn)過充

同時抓取輸入電容（綠色波形）和PFC電流檢測電阻波形（藍色波形），可以看到在電壓下降到150V時，與正常時相比電流檢測電阻波形明顯不正常，像是進入了保護狀態(tài)：

于是我嘗試將PFC功率調大一些，將PFC電流檢測電阻0.13R改為0.1R，測試波形如下（綠色為輸入電容波形，藍色為輸出電壓波形）：

可以看到輸出電壓已沒有出現(xiàn)突變的情況了，而是隨著負載加大呈線性的下降，已解決客戶所反饋的問題點。接下來需要確認的是將PFC功率調大會不會帶來其他風險，由于該PFC芯片并不是出自我們，且我們主要保證主電源部分沒有問題即可，至于PFC部分風險問題客戶已自行聯(lián)系PFC芯片原廠進行評估。

以上便是該樣機的調試過程，如有錯誤之處請指正，也歡迎大家在評論區(qū)討論一下您的看法。如有類似的推桿電源方案需求歡迎在后臺私信。