먼저 질문에 답하자면: 보조 권선 문제가 아니며, VCC 파형이 바로 그 점을 증명합니다.
UC3842의 저전압 잠금(UVLO)은 16V에서 시작하고 10V에서 꺼집니다. 그림 2에서 측정한 VCC는 15.2V에서 19.8V 사이를 오갑니다——최저점도 시작 임계값보다 높고, 꺼짐 임계값과는 5V 이상 차이 납니다. 칩은 전 과정에서 정상 동작했고, 전원이 빠져 재시작하지도 않았습니다. 진짜 보조 권선이 전력을 못 대서 히컵(hiccup)하는 경우라면 VCC가 16V와 10V 사이에서 큰 톱니파를 만들고 주기가 1초 미만 수준이어야 하는데, 이건 당신의 경우와 전혀 다릅니다. 그러니 트랜스포머는 건드리지 마세요.
그럼 이건 뭘까요? 간헐 동작, 즉 펄스 번칭(pulse bunching)입니다. 그림 1을 뜯어보면:
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완만하게 선형으로 떨어지는 구간 = 스위칭이 거의 일하지 않고, 출력 커패시터가 부하로 방전되는 구간;
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상승 에지의 고주파 묶음 = 스위칭이 갑자기 잠깐 동작해 커패시터를 다시 충전하는 구간. VCC의 동일 주기 톱니파도 맞아떨어집니다: 버스트할 때 보조 권선이 많이 공급해 19.8V까지 치솟고, 간헐 구간에서는 서서히 소모되어 15.2V까지 내려갑니다. 두 파형은 같은 “동작—정지” 사이클의 양면입니다.
하지만 7.6V의 변동 폭은 이상합니다. 정상적인 경부하 펄스 스키핑이라면 출력은 설정값 주변에서 수백 mV 수준으로 작게 흔들려야 합니다. 그런데 여기서는 5.6V에서 13.2V로 움직이고, 골짜기가 설정값보다 훨씬 낮습니다——루프가 상단은 눌러도 하단은 끌어올리지 못한다는 뜻이고, 피드백 응답이 따라가지 못하는 것입니다. “정상적인 경부하 현상”이 아닙니다.
먼저 실험으로 원인을 갈라보세요: 더미 부하를 달아보세요. 12V 출력이라면 100Ω/5W(약 120mA) 또는 51Ω/10W(약 235mA)를 쓰면 됩니다.
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달자마자 안정되면 → 경부하 간헐 동작이므로, 최소 더미 부하를 추가하고 보상을 조정하면 됩니다;
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달아도 계속 흔들리면 → 루프를 점검하고 아래로 진행하세요.
루프 점검은 다음 순서로 하면 되고, 모두 회로도에서 바로 대응되는 지점입니다:
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COMP(pin1)의 DC 레벨이 한 주기 동안 어떻게 변하는지 측정하세요: 완만하게 올라가면 = 루프가 너무 느림; 계속 높은 레벨인데 출력이 여전히 떨어지면 = 전력단이 공급을 못 해줌(트랜스포머 포화 또는 전류 제한).
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TL431의 REF가 2.5V인지 측정하세요, 겸사겸사 RP1 가변저항의 접촉이 양호한지도 확인하세요.
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보상 네트워크를 보세요: COMP–FB 사이에 1k + 10nF가 직렬로 들어가 있는데, 영점이 15.9kHz로 너무 빠르고 저주파 적분 작용이 약합니다. 흔한 방식은 COMP에서 접지로 4.7k+10nF를 병렬로 두고, COMP에서 VREF로 10k+100pF를 직렬로 넣는 것입니다.
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옵토커플러 LED 전류에 주의하세요: 출력이 5.6V로 떨어지면 R8=1.5k를 거쳐 약 1.3mA만 남는데, TL431이 최소 동작 전류 1mA에 못 미칠 수 있어 피드백이 더 약해집니다——이러면 변동 폭이 커지며 악순환이 생깁니다.
마지막으로 시간축을 20µs/div로 맞춰 버스트 구간을 보세요: Vds 플랫폼, 드라이브 듀티비, 특히 ISENSE가 매 주기 1V까지 치솟는지 확인하세요——치솟으면 전류 제한이 걸리는 것이고, 전력 공급이 부족한 것입니다.
서브하모닉(subharmonic) 쪽으로는 가지 마세요. 그건 fsw/2(약 44kHz) 규모의 크고 작은 파형이라 50Hz와는 전혀 무관합니다.
좋은 소식이에요: 보조 권선을 의심할 필요는 없어요. 직접 찍은 오실로스코프 파형이 이미 무죄를 입증했거든요.
3842는 16V에서 켜지고 10V에서 꺼져요. VCC는 15.2V와 19.8V 사이를 오가고 있고요. 턴온 임계값까지도 내려가지 않아요, 드롭아웃은 말할 것도 없고요. 칩은 내내 깨어 있었어요. 진짜 보조 권선 전력 부족은 완전히 다른 양상이에요 — VCC가 수백 밀리초에 걸쳐 16V에서 10V까지 톱니처럼 떨어지고, 출력은 반복해서 죽었다 살아나죠. 지금 증상은 그게 아니에요. 트랜스포머는 내려놓으세요.
지금 있는 건 컨버터가 버스트 모드로 동작하는 거예요. 출력에서 저 완만하게 곧장 내려가는 램프는 스위칭이 거의 없는 동안 출력 커패시터가 부하로 방전되는 것일 뿐이고, 지저분한 상승 에지는 짧은 스위칭 버스트가 커패시터를 다시 채워 올리는 거죠. VCC도 같은 춤을 춰요 — 스위칭할 때는 19.8V까지 튀고, 아이들링할 때는 15.2V로 처지죠. 사실 꽤 일관적이네요.
그런데 맞지 않는 부분이 있어요: 바로 7.6V 스윙이에요. 정상 전원에서 경부하 버스트는 출력을 설정값 주변에서 수백 mV 정도만 흔들어요. 이건 출력이 5.6V까지 떨어진다는 뜻이고, 12V 근처도 아니에요. 그래서 루프가 올라갈 때는 잡아내지만 내려갈 때는 완전히 놓치고 있어요. 피드백이 너무 느리거나, 사실상 전혀 제 역할을 못하고 있는 거예요.
먼저 이걸 해보세요. 2분이면 되는 실험이에요: 출력에 더미 부하를 걸어보세요 — 100Ω, 5W(약 120mA), 더 빡센 테스트를 원하면 51Ω, 10W.
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조용해지면 → 처음부터 경부하 버스트였던 거예요. 블리드 저항을 하나 달아두면 끝.
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계속 흔들리면 → 이제 피드백 속을 파봐요.
그리고 이건 정말 초반에 확인해볼 만해요. 바로 이 회로에서 교묘하게 숨은 녀석이거든요. 옵토커플러 LED 저항이 R8 = 1.5k예요. 출력이 5.6V일 때 그 LED에는 약 1.3mA밖에 흐르지 않아요. 그런데 TL431은 자체적으로 살아 있으려면 대략 1mA가 필요하죠. 그래서 출력이 낮게 처질수록 피드백이 약해지고, 피드백이 약해질수록 출력은 더 떨어져요. 그 자체가 스윙 증폭기인 셈이에요. R8을 1k로 바꿔서 어떻게 되는지 보세요.
이것도 볼 만해요: COMP–FB 네트워크가 1k와 10nF라서 제로가 16kHz 근처에 올라가요 — 꽤 빠릿하고, 저주파 적분은 별로 없죠. 제가 좋은 결과를 본 조합은 COMP–GND에 4.7k + 10nF, COMP–VREF에 10k + 100pF를 두고, 그다음 부하 스텝을 줘서 안정화되는 모습을 보는 거예요.
그리고 한 가지는 꼭 하세요 — 그 버스트 중 하나가 나올 때 시간축을 20µs/div로 놓아보세요. 게이트 드라이브를 보고, Vds 플래토를 보고, 특히 ISENSE가 매 사이클 1V에 부딪히는지 지켜보세요. 그렇다면 전류 제한에 걸린 것이고 파워 스테이지가 따라가지 못하는 거라, 해법이 완전히 달라요.
마지막으로, 이 문제에는 슬로프 보상을 추가하지 마세요. 서브하모닉 흔들림은 스위칭 주파수의 절반 부근 — 이 타이밍 값에서는 44kHz — 에서 굵은 펄스와 가는 펄스가 번갈아 나타나는 형태로 보여요. 지금 증상은 50Hz예요. 완전히 다른 동네죠.
새 파형이 나왔으니, 앞에서 전류 제한을 의심하던 사람들은 이제 쉬어도 되겠네요. 248mV를 200mΩ으로 나누면 1.24A이고, 3842의 1V 문턱값은 5A에 해당하니 4분의 1에도 못 미칩니다. 램프도 아주 완만하게 올라갔고, 변압기 포화도 없었고 전류 루프도 끼어들지 않았어요. VCC 파형은 말할 것도 없고요. 세 갈래 길이 모두 막혔으니 남은 곳은 한 군데, COMP입니다.
TI UCx84x 매뉴얼 7.3.8절을 찾아보면 아주 명확하게 나옵니다. 이 칩에는 두 가지 셧다운 경로가 있는데, 하나는 ISENSE를 1V 위로 끌어올리는 것이고, 다른 하나는 COMP를 대략 다이오드 두 개 분의 전압 강하(1~1.4V) 아래로 끌어내리는 것입니다. PWM 래치는 reset dominant라서 조건만 유지되면 출력은 계속 낮게 붙어 있죠. Unitrode의 오래된 애플리케이션 노트에는 아예 “pull pin 1 below 1 V”라고 적혀 있습니다.
이걸 가지고 4ms/div 파형을 보면: 버스트와 버스트 사이는 깨끗한 제로 라인입니다. 듀티 사이클이 작아진 게 아니라 칩이 펄스를 하나도 내보내지 않는 거예요. 그래서 전체 과정은 이렇습니다. 출력이 13.2V까지 치솟고, TL431이 옵토커플러를 세게 당겨 COMP를 셧다운 영역으로 밀어 넣으면 스위칭이 전부 멈춥니다. 출력 커패시터는 부하를 통해 방전되며 5.6V까지 떨어지고, TL431이 손을 놓으면 COMP가 되튀어 올라와 버스트를 연달아 내보내 커패시터를 다시 채웁니다. 그러면 또 오버슈트하고 또 셧다운됩니다. COMP가 ‘포화 높음’과 ‘셧다운 낮음’ 두 끝 사이를 계속 부딪히며 왕복하고, 선형 영역에는 아예 머물지 않는 거죠. 이건 완화 발진(relaxation oscillation)이고, 루프가 ‘느려진’ 게 아니라 루프가 애초에 폐루프로 동작하지 않은 겁니다.
그러니 서둘러 보상 커패시터를 바꾸지 마세요. 먼저 한 채널을 pin1에 물려서 20ms 주기 전체를 보세요. 아마 사각파처럼 두 상태를 오가는 점프가 보일 텐데, 출력 파형을 보는 것보다 훨씬 직관적일 거예요. 동시에 100Ω/5W 더미 부하를 달아 보세요. 달자마자 안정된다면 경부하가 COMP를 셧다운 영역으로 밀어 넣은 것이니, 최소 부하를 남기고 R8을 1.5k에서 1k로 낮춰서 골짜기에서도 LED 전류가 2mA 이상 남게 한 다음 R9/C9를 다시 조정하세요.
덧붙여 숫자 하나: 출력 13.2V일 때 LED 전류는 약 6.3mA이고, 5.6V로 떨어지면 1.3mA밖에 안 남아 한 주기에 다섯 배로 변합니다. PC817C의 CTR은 이 구간에서 원래 비선형이고, 루프 이득도 출력과 함께 출렁입니다. 이 보드의 문제는 파워단이 아니라 피드백이 이득을 날려 버린 데 있습니다.