長虹PT32600等離子彩電電源工作原理分析

1、長虹PT32600等離子彩電電源工作原理分析長虹推出小尺J等離了彩色電視機PT32600,采用LG32英寸等離子屏組件。該產品畫質優(yōu)異，性能穩(wěn)定，蟲邈板熨號為PS-7261-1-LF.與LG以前的42英寸標清屏電源相比,輸出的出生不同，功耗更低。本電源板主耍由待機5V形成電路、功率因數(shù)校正電路、高斥(VS、VA)形成電路、低壓形成電路及保護電路組成。電源實物如圖所示本電源采用小而印制電路板，設仃電源管理CPU (IC701).整機的丁作時序控制和保護控制是在電源管理CPU的控制卜完成的。Fh本電源的功耗低 功耗部分電路沒仃采用半橋驅動電路。方框圖如圖2所示。0pci；彳s cmm滅匚U2O2?

2、UD201 oaote幀轉JVCPUQC利b801 !1ic«r1vs7S35）2 PW 32FI.I電帥隹機方欄飛一進線抗干擾電路進線抗F擾電路主耍包含有進線過壓保護電路、進線濾波電路。1進線過壓保護電路、"|從插座SC1O1輸入的電壓過高時。壓敏電阻VA101的兩端電壓升高，、中11爪超過氏保 護電壓值時，流過VA101兩端的電流陡然増大,使F101 （6.3A）因過流而熔斷，從而保護 后級電路不會因電斥過高而損壞。 2進線濾波電路進線濾波器（EMI濾波器）必須是雙 向性的濾波器， 方面濾除電網(wǎng)輸入設備的電磁干擾，另一方面避免電子設備產生的軽 反饋回電網(wǎng).從噪聲特點看,

3、噪聲干擾分為差模干擾和共模干擾兩種.差模干擾是兩條電源 線之間的噪聲，共模干擾則是兩條電源線對地的噪聲。因此，進線濾波器應對差模干擾和共 模干擾都有濾波作用。 本機的進線濾波電路由C101、LF1O1、C105、C104、LF1O2組 成女兒型濾波網(wǎng)絡。LF1O1和LF102是共模線圈，組成兩級共模濾波網(wǎng)絡。濾除電網(wǎng)或電 源門少產生的對稱干擾信號，在共模干擾時，干擾電流在共模線圈內產生的磁通相反，對共 模信號產生抑制作用而對差模沒冇抑制作用。C101、C102、C103. C104、C105、C106.C107組成不平衡濾波網(wǎng)絡，濾除電網(wǎng)或電源產牛的不対稱干擾信號。電路中.C102、C103、

4、C106、C107是安全電容。耍求耐壓值很高。其中，C101、C104. C105是X （差模濾波）電容,C102. C103、C106、C107是Y （共模濾波）電容。相關電路如圖3所示。仙!* 2" m74仏 ® >/L 二総1 :-©-0nvrnvT洶i>i亠.dAAJUULr-*TTYrtvTc：Q4 ±63；Nov二、待機電壓形成電路待機電壓形成電路使用安森類公司生產的NCP1271作為初級控制器。NCP1271是安森類 新一代固定頻率PWM電流模式反激控制器。該器件集成高電爪啟動、軟跳過模式，實現(xiàn)了 出色的待機功耗，同時保持輸出噪

5、音到最低限度。 引腳功能見表1，內部功能方框圖如圖4。為插上交流220V電源肩.AC220電壓經(jīng)插座SC101送入到蟲邈板上的兩級進線抗干擾 電路進行抗干擾濾波后,送入全橋整流橋堆D101整流,TH601、TH602限流、C617、C618 濾波。TH601和TH602是熱敏電阻,冷機時阻值比較大，熱機后阻值為0G,防止冷機時沖擊 電流過大,損壞保險絲F10K 300V不穩(wěn)定直流電壓經(jīng)R151限流后分成兩路:路經(jīng)開關變 壓器T201 (6)(7)繞組加到Q151的漏極：另一路經(jīng)R152加到也51 (NCP1271) (8)腳 (HV)。經(jīng)內部高壓恒流源電路向IC151 (6)腳外接電容C154

6、充電,C154上充得的電壓逐 漸升高達到5.8V時,內部振蕩器工作,從IC151 (5)腳輸出PWM驅動脈沖,C154 k的電壓繼續(xù)上升。但是，由J：內部耗電的上升，C154上的電壓上升變慢，如果此時VCC匸作電壓 沒有加過來，電源就會工作在打嗝模式。卅IC151 (5)腳輸出的PWM脈沖為商電平時,高電'卜信號經(jīng)R156、R157分壓后加到場效應功率管Q151的柵極，Q151導避。30OV不穩(wěn)定克 流電壓經(jīng)T201 (6) - (7)繞組、Q151的漏極/源極、R158到地，T201 (6) - (7)繞組儲能。 當IC151 (5)腳輸出是低電平時，Q151的柵極電荷經(jīng)D151、R

7、154、R156到IC151 (5)腳， Q151戯止。T201 (6)(7)繞組儲存的磁能經(jīng)次級繞組感應放電，次級孑繞組感應的脈沖 經(jīng)過流管輸出不同的直流電壓。其中,(1) - (2)繞組感應的脈沖經(jīng)D156密流，C156濾波后形成電壓VCC1,為后級熱地部分供電。VCC1壓經(jīng)Q152 (KTC3209)、R161 (10kQ、ZD153 (15V)穏壓成14-3V的VCC2電壓，為熱地部分的檢測電路供電。VCG2電壓經(jīng)D154隔離、C154濾波后加到IC151 (6)腳，為IC151正常工作供電當加到IC151 (6)腳電壓高 12.6V時，高壓怛流源電路關閉，進入正常匚作狀念。相關電路如

8、圖所示。iti5葉札“形代電T201的(9) - (13)繞組產生的感應脈沖經(jīng)。D201整流、C202派波后，形成16.6的TCC4 電壓，為后級可控16形成電路供電和可控9形成電路供電。T201的(9) - (11)繞組產生的感應脈沖經(jīng)D204整流、C210和C211濾波，形成5.5V的直流電壓，為U2O3 (KIA278RO5PI). U204( KIA378RO5PI)和U2O5 (KIA278RO5PI)供電。同時，該電爪還經(jīng)R215限流、ZD202穩(wěn)壓、C708濾波后，形成電丿kVDD,為電源悴理架成電路IC701供電。 2.穩(wěn)壓電路待機5V形成電路的穩(wěn)壓電路主耍由三端精密分流電壓基

9、準集成電路U206 (KIA431)、 PC201 (LTV817M)和電流PWM控制集成電路IC151 (NCP1271)組成。 1) KIA431 作 為一個高性價比的常用分流式電壓卑準，仃很廣泛的用途。KIA431是八仃良好熱穩(wěn)定性的 三端可調分流展準源，它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設盟為從Vref(2.5V )到36， 范閑內的任何值。圖6為該器件的符號和等效電路圈，3個引出腳分別為：陰極(cathode)、 陽極(anode)和參考端(Ref),恒床電路的W用。在KIA431的內部含有一個2.5V的某 準電壓，所以當在Ref引入輸出反饋時，器件可以通過從陰極到陽極很寬的范皿的分

10、流，控 制輸出電壓。在圖7所示的電路中，當R1和R2的阻值確定時，兩者對Vo的分壓引入反饋。REF(參考端)AhlOOECATHODE若Vo增人，反饋顯増人，KIA431的分流也就増人，從而乂導致Vo卜降。顯然，這個深 度負反饋電路必然在Vr$ J;基準電壓時穩(wěn)壓。此時，o= ( 1+R1/R2) VrefKIA431'|'. Vref被固定為2.5V。選擇不同的R1和R2的值，就可以得到2.5V36V范圍內的任意電壓. 需要注意的是，在選抒電阻時,必須保證KIA431T作的必要夯件，就是通過陰極的電流耍 大于1mA。當R1為OG時，VO輸出為2.5V。利用此接法,可以把KI-

11、A43.1作為一個2.5V基準電源產生電路，后而仃很多部分就用了這種方法作為膚準參考電源。2)穩(wěn)壓電路分待機 模式穩(wěn)壓和正常工作時穩(wěn)樂兩種模式，待機模式時。由待機5V形成電路的輸出電流很小， 功耗低，為降低待機時的功耗，IC151作在跳周期匸作模式。當D204、C210和C211整流濾 波的電IKJI A'時。經(jīng)光電耦介器PC201內部的發(fā)比極管、R219限流后。加到U206的陰極 電壓也升高：同時，經(jīng)R223和R222、R221分壓后的電壓也跟腐升高。加到U206的參考端的 電壓上升，U206的陰極輸入電流増大，PC201內部的發(fā)光強度増加。內部的光敏：極管等效 電阻降低°

12、 IC151 (2)腳輸出電流増大.VFB電斥低J：內部lkip電床。經(jīng)內部處理后。關 閉PVM脈沖信巧輸出，D204、C210和C211整流濾波的電丿I訃降，當IC151 (2)腳電JkTB 高Vskip電壓時,經(jīng)內部電路處理后。有PWM脈沖信號輸出,Q151進入開關工作狀態(tài)。 T201的次級冇感應脈沖信號產生。D204、C210和C211整流濾波的電壓上升。IC151 丁作在 跳周期工作模式(可恢復關斷狀態(tài)),此時,VFB電壓圍繞Vskip上卜.浮動。電壓約等187 KIA43M礙皿用刪正常工作時穩(wěn)壓模式，正幣工作后，功率因數(shù)校正電路工作。加到T201±的300V不穩(wěn) 定肓流電壓

13、變成390£穩(wěn)定的fl流電壓，同時，待機5V形成電路的輸出功率増加，IC151 (2 腳輸出電流減小。電源管理集成電路IC701從(16)腳輸出高電平的R11電壓，該信號經(jīng)R22、 限流后加到開關背Q2O7b極，Q207導通，相當丁把R224的TP19端接地。當D204、C210和C211整流濾波的電壓升高時,經(jīng)R223和R222、R221、R224、Q207c-e極分壓后的電壓上升。加 到U206的參考端的電壓上升，U206的陰極輸入電流増人，內部的發(fā)光亠鯉發(fā)光強度增加, PC201內部的光敏1極管等效電阻降低，IC151 (2)擲輸出電流増人，經(jīng)內部電路處理后， PWM脈沖輸出的

14、占空比卜降，Q151的導通時間減少，經(jīng)D204、C210、C211幣流濾波后的 電壓卜降。此時TB電壓高F Vskip電壓而低J： 3V電壓。當TB電壓達到或高于內部 Vtld (2.85V) ill壓閾值時。IC151退出跳周期工作模式，進入正常工作狀態(tài)。3待機5V形成電路的保護電路待機5V形成電路的保護是否起控，主耍由IC151 (2)、( 3)、( 6)腳輸入的電爪來決定,(1) 開環(huán)保護當待機5形成電路的穩(wěn)壓回路開環(huán)時，輸出電壓升高，次級感應的電壓也跟著升高， 但是,經(jīng)Q152和ZD153組成的穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后，電壓不會上升,IC151 (6)腳電壓不會異 常升高.不會對IC151的內部

15、電路造成損害.但是,由F穩(wěn)壓回路開環(huán),IC151 (2)腳沒有 電流輸出,(2)腳電床升高。半(2)腳電壓高J：3V并U持續(xù)130ms以上時，IC151進入故障 工作狀態(tài)。此時，(2)腳電壓會自動升至最高值(高J-3V).(2)過流保護半T201的次級繞組輸出電路短路時，光耦合器PC201的(1)、( 2)腳壓差很小，PC201 內部的發(fā)光極管不發(fā)光。光敏:極管等效電阻增大。IC151的(2)腳沒有電流向外流出，(2) 腳電壓升高。當(2)腳電壓J-3V并丄持續(xù)130ms以上時，IC151進入故障匸作狀態(tài)，此時，(2)腳電壓會口動升至最高值(高J：3V)。(3)初級過流檢測電路初級過流檢測保護

16、電路主耍由Q151源極檢測蟲H1R158、R159和C153、IC151內部電路組 成.肖初級電路過流時，0151源極匕的電流増大，流過R158的電流増大，R158兩端的壓降 増人，該檢測信匕經(jīng)R159、C153加到IC151 (3)腳，經(jīng)內部LEB處理后，直接控制PWM 輸出的占空比，使Q151的導通時間縮短。(4)打嗝保護當IC151 (8)腳加有HV電壓后,如果IC151 (6)腳在降到9.1V前沒有供電電壓供給,IC151 就會匚作在打嗝保護模式，(6)腳電斥就會在5.8V12.6V之間跳變。4低電床輸出電路低電壓輸出電路主耍包含有受控16V形成電路、受控9V形成電路、5VSC形成電路

17、、 STBY5V形成電路和15V形成電路。(1) STBYSV形成電路STBY5V形成電路主耍由KEC公司生產的可控穩(wěn)斥輸出KIA278RXX系列集成電路組成,它的特點如卜：1)輸出電流為 0.5mA 2.0A：2) 輸入電壓為輸岀電壓Vo35V：3) 輸出電壓受開關Control信號控制，Control高J：2V就可以冇Vo電壓輸出，低J 0.8V時 Vo沒有輸出。4) 熱關斷功能，內部溫度達到125C時關閉Vo輸出。KIA278RXX引腳功能見附農所示引腳標注功能VIN電壓輸入，瑕髙電壓可輸入35V。Vo電壓輸出，本例輸出5V電壓。GND地。Control控制信號輸入，高丁-2V時V。有輸

18、出。KIA278R05PI內部功能方框圖如圖8所示,實際應用電路如圖9所示Yd ter!；Ui ONSI 9 STHY5V彩成電琲2200 處電源管理集成電路IC701紂到匸作電壓后，(21) J 22)腳外接8M旦乙晶體起振，CPU 按內部預先設置好的程序啟動，進入待機工作模式，從(25)腳輸出5V高蟲上的 STDY5VON 信號，經(jīng) R709 限流后加到 u205 ( KIA278R05PI) ( 4)腳，D2O4、C210、C2U 蟹流濾波后的電壓加到U205 ( 1)腳，U205內部穩(wěn)壓電路工作，從(2)腳輸出STBY5V 電壓，經(jīng)C216濾波后0JP814 (14)腳輸出，為主板CP

19、U供電。D206為尖峰吸收管，受控16V電丿E輸出受控 16V電壓輸出主要由Q201 (FQPF11P06)、Q202 (KI-A1023)、Q203 (KTC3200)、 Q204 (KTC3200)及外囤尤器件構成。電路如圖10所示。蟲邈進入正常工作狀態(tài)后，1£701從(10)腳輸出高電平(5V)的MULTI-ON信號，經(jīng)R705、R209和R208分斥厲，加 到Q203的柵極，Q203導通，VCC4電壓經(jīng)。R204、R2O7Q2O3c、e極到地，把Q201的柵極電 壓拉成低電平，Q20I導通，輸出16v電壓，經(jīng)C207濾液后從插座P814 (8)、( 9)腳輸出。為 主板和電源

20、板木少負伐供電。受控16v輸出電壓穩(wěn)壓電路主耍由Q204, Q202、9201及外H；l尤器件組成。圖10受擔16、電壓出電當受控16v輸出電壓空載升高時。經(jīng)R210、R239和R212分壓后的電壓上升,加到Q204b 極的電壓上升,由J：Q204e極電壓固定在6.8V,所以,當Q204b極電壓升高后,Q204的導通 能力増強，把Q202b極電壓拉低，Q202導通能力増強，比c極輸出電壓上升，Q201的柵極電 斥升荷，Q201的導通能力減弱，受控16V輸出電斥卜降。當受控16輸出電床降低時，穩(wěn)壓 過程與上述過程相反。(3)受控9V電壓輸出電路受控9V電壓輸出電路主要由KEC公司生產的三端穩(wěn)壓器

21、KIA7809API構成。它的輸出山 泓為1A,最高輸入電壓為35V,工作溫度為30°C150°C。引腳功能見附表，內部電路如圖引腳標注功能INPU穩(wěn)丿E前電床輸入，故髙輸人電斥為35V,本機接16V電T 壓。COMM內部電路參考端，木機電路接地。ONOUTP穩(wěn)壓后9V電壓輸出。UT受控16電壓輸出后，直接送入U202 (1)腳，經(jīng)內部穩(wěn)壓成9電壓后從(3)腳 輸出，經(jīng)C208 (47卩F/25V)濾波后，直接送到插朋P814 ( 11 )腳，為主板供電。D2O3 (1SS133)為尖峰吸收二極管,吸收開機瞬間U202 (3)腳輸出的高電平。電路如圖 12所示。用12 受控

22、電壓形成電昭974)受控5VSC電壓輸出受控5VSC電丿E輸出主耍由KEC公n-J生產的吋控穩(wěn)斥輸出KIA278Rxx系列集成電路組成,它的特點和內部方框圖參見農2和圖&應用輕見圖13所示。1SS133-K-Y2斜滬0竺204ID.*1J203T201 次級晶強1KV+211 JT1CV PPCOLF.±C2133Z iooijf10V蟲邈進入正常工作狀態(tài)后。電源傳理集成電路IC701從(10)腳輸出高電平(5V)的MULTI-ON信號，經(jīng)R705限流厲加到U203 ( KIA278R05PI)的開關控制端(4)腳。U2O3 (2)腳輸出穩(wěn)壓后的5VSC電斥。該電床經(jīng)C213

23、 (100pF/10V)電容濾波厲送入P814 的(13)腳。為主板供電.同時，該電壓經(jīng)R216限流后,形成5VS (:電壓的檢測信號5VDET.加到IC701 (3)腳，通過檢測5VDET信號的髙低，IC701來判斷5VSC電壓輸出是否正常。同時，5VSC電壓經(jīng)R732和R733分壓后,加到IC701 (2)腳。用來檢測5VSC電壓輸出是否在正常范鬧內。(5)受控5V電壓輸出受控5電丿E輸出丄耍由KIA378RXX系列集成電路組成，它與KIA278Rxx系列集成電路相比，輸血電流從2A上升到3A,其他的特點與KIA278RXX系列集成電路基本-樣。應用電路如圖14所示。eai 1L no2c

24、ai& 32 4 ME iav豈控wv*14 受舵5V電屈曲出電絡C21)0. luF電源進入正常匚作狀態(tài)厲，受控16電斥建V, IC701從（8）腳輸出低電半的M5VON 信號，該信號加到Q205 （KRC103S）b極。Q205截止。受控16電斥經(jīng)R238和R211分斥后， 給u204 （K1A378R05PI） （4）腳，u204 （2）腳輸出受控的電壓，該電壓經(jīng)C215 （470pF/ 10V）濾波，R735限流后，送入插座P814 （4）腳，為主板供電。該電壓經(jīng)R217限流后，形成檢測信號5VDET,加到IC701 （3）腳，通過檢測5VDET信號的高低,IC701來判斷5V

25、電壓輸出是否正常。三、功率因數(shù)校正電路近年來，隨著電力電了技術的迅猛發(fā)展，人磺電力電子裝置的應用對電網(wǎng)產生嚴巫的諧 波干擾，帯來嚴匝的危害。所以各國都提出了相應的EMC （電磁兼容）標準，嚴格規(guī)定了 接入電網(wǎng)設備的諧波干擾允許水平。我國推行的是3C認證標準，耍求所令電氣產品都必須 通過該認證才可以出售,其中，該標準很重要的部分就是EMC （電磁兼容）標準。功率因 數(shù)校正技術就是通過在不控整流電路中加入DC/DC開關變換器，應用電流反饋技術。使輸 入端電流波形能跟蹤交流輸入電壓波形。從而使輸入端電流接近正弦，達到提高功率因數(shù)的 冃的。1功率因數(shù)校正電路簡介按功率岡數(shù)校正電路使用的元器件來分，功率

26、因數(shù)校正電路分為無源（被動）功率因數(shù) 校正電路和有源（主動）功率因數(shù)校正電¥億（1）無源功率因數(shù)校正電路無源功率因數(shù)補償是一種利用無源器件使電源的輸入電流接近正弦波。從而提高功率因數(shù)的電路。一般 采川無源器件電感和電容來實現(xiàn)。無源功率因數(shù)校正電路成本低，電路簡單，但缺點也相當 明顯，忡先人的蟲悠限制了它在許多應川屮的實用性。其次它的功率因數(shù)提高受限。只能 達到80%90%。適用丁低功率開關電源和對功糾人數(shù)要求不是彳艮叮的電器上,如氏虹CHD 3機芯開關電源使用的功率因數(shù)校正電路。（2）有源功率因數(shù)校正電路有源功率因數(shù)校正電路是利用有源電子器件（如三極管、場效應管等）便電源的輸入電流接

27、近正弦波，從而 提高功率因數(shù)的電路。與無源功率岡數(shù)補償電路相比。仃源功率因數(shù)補償電路優(yōu)點是：功率 因數(shù)高、電流畸變小。但是，它的電路復雜，成木較喬，一般用J：比較高檔的機器。 從原理上說。任何一種DC-DC變換器都可用作功率岡數(shù)校正的主電路，但是，由J：升壓熨 BOOST變換器的特殊優(yōu)點，應用功率因數(shù)校止電路更為廣泛。BOOST功率因數(shù)校正電路 一般由四部分組成：一是BOOST儲能電感：二是整流濾波電路；汎功率MOSFJI關負：四 是控制集成電路。PFC變換器冇不同的分類方法，按通過升壓電感元件電流的控制方式來分, 主耍仃連續(xù)導通模式（££M）、不連續(xù)導通模式（DCI）及介

28、J CCM與DCM之間的臨界或 過渡導通模式（TCM）三種類型（有的叫CRM）模式，不論是哪一種類型的PFC升斥變換 器。都耍求其DC輸出電壓高最高AC線路電壓的峰值。在通用線路輸入卜，MAAC線路 電壓往往達270V,故PFC變換器輸LHDC通常都設置在390V左右的電平上。2連續(xù)導電模式（CCM）功率丙數(shù)校正電路由J：這種方案恒頻且峰值電流較小,是較高功率（250W）應用的首選方案。但是,連 續(xù)導電模式的控制解決方案較為復雜，牽涉到多個環(huán)路.以及以不稱確著稱的模擬乘法器. 并石在控制集成電路周國安放許多元件，控制復雜，制作成本高，并11耍求功率器件的余彊 耍大，防止最壞情況下的功率耗散。如

29、圖15所示。o禺15連集字電楔丸（疋加）功唱丙歉菽正電冬權胃電路簡介：IC得電匸作后。輸出圖騰柱信號去控制開關管Q1進入開關狀態(tài)，同時，橋 堆D1整流輸出的100旦乙脈沖經(jīng)電陽R3和R4分爪后加到IC的內部乘法器的一個輸入端： PFC輸出的電壓經(jīng)R5和R6分壓后，加到電壓比較器E/A的負端。內部展準電壓VREF 加到比較器E/A的正端，比較厲輸出的謀差信號與交流輸入的電流信號比較后，形成VDIV 信號，該信號送到乘法器的另一個輸入端，共同去腔制PWM控制器的山空比時間,使輸 出到開關管的圖騰柱信號的占空比和輸入的交流電壓同頻風桓。達到提高功率因數(shù)的目的. 為開關管導通時，整流橋堆D1輸出的10

30、0Hz脈動TI流電經(jīng)PFc ill感L、開關管Q1回復到 地。PFC整流二極管D2截止（開關管的工作竝比lOOHz脈動電壓高很多。在瞬間可以 把100Hz脈動苴流電看成穩(wěn)定的肖流電床）。電感L中流過的電流從零沿斜率線性增加，電 感L儲能。 一U電感中的電流達到峰值，開關管Q1截止。電感L中存儲的磁能疊加上 整流橋堆D1輸入的100Hz脈動直流電壓后,經(jīng)整流管D2整流和濾波電容C2濾波，形成 約390V左右的直流電壓。同時，電感L流過的電流逐漸卜降，為電感的電流卜降到零時， ic產生一個騾動信號乂使開關管再次導通。開始卜一個周期的匸作。IC的控制邏知：電路同 時受冬電流檢測器和交流輸入乘法器的控

31、制，可確保在同一時刻IC只輸出一種狀態(tài)的驅動 信號。3不連續(xù)導電模式（DCM）功率兇數(shù)榜匸吐路轉本組成包括以皿謀羞放人器為中心的電壓控制環(huán)路和以一彖限乘法器、蟲流感測比較器及零電流檢測器等構成的電流控制環(huán)路。比丁作原理如下：為接通交流電壓厲。由J：軽C1容值僅為O.lpF047嚇，只能対高頻仁，；庁路，即對功率因數(shù)校正電路產牛的高頻信匕和蟲邈輸入的高頻信號濾波。故橋式整流輸出為100生的正弦半波脈動口流電爪（Vrl.通過蟲衛(wèi)1R3的電流対電容C3充電,、”IC3上的電壓升至1£的啟動門限以上時，IC開始工作，并驅動功率因數(shù)校正電路開關管VT1匸作。一 M.PFC升丿E變換器進入正常運

32、行狀態(tài)。升斥業(yè)器T1的次級繞組則感生高頻脈沖信號。經(jīng):極背T>5整流和電容C3濾波。為IC提供正常工作所需的電壓和電流。電路圖如圖16所示。1916功傘拗故校正電路乃祀g100Hz脈動口流電壓趙俶1和R2組成的電阻分壓器分壓,作為乘法器的個輸入（Vml）o升壓變換器的直流輸出電壓。經(jīng)R8、R9分壓后。反饋到IC謀羞放人器EA的正相輸入端，并與誤差放大器反扭輸入端上的參考電壓Wf比較，產生一個誤差電壓（Vml）.也輸入到乘法器。乘法器的輸出Vmc是兩個輸入（VmlfllVm?）的結果，作為IC電流比較器COMP的參考。當IC驅動開關管VT1導通時，升壓二極管T>6截止，流過PFC電感

33、L的電流從零沿斜坡線性增加。并全部通過VT1和R7回復到地（開關管的工作頻率比100Hz脈動電壓高很多，在瞬間可以把ioohz脈動直流電看成穩(wěn)定的直流電壓）o-nn在開關周期內達到峰借,VT1匕的張動PWM脈沖變?yōu)樽呻娖?VT1截止，電感器L中的儲能栓加上整流橋堆輸入的100Hz脈動直流電壓使VD6導通，通過L的電流II沿向卜的斜坡卜降。一UI1降為咨，L的次級繞俎產生一個突變電勢被IC的零電流檢測器接收，IC產生新的輸出脈沖驅動VT1再次導通。開始卜一個開關周期。IC的電流檢測邏輯電路同時受零電流檢測器和電流傳感比較器的控制，可確保在同一時刻IC只輸出一種狀態(tài)的驅動* VT1源極串聯(lián)電阻R7

34、用作流過VT1的電流檢測。只要R7上的壓降超過電流傳感比較器的觸發(fā)門限電平。PFC開關管VT1則截止。交流電壓從寒按正眩規(guī)律變化時，乘法器輸出VMC為比較器建工的門限強迫通過L的峰值 電流跟蹤交流電壓的軌跡。在以開關周期內電感峰值電流形成的包跡波，正比J：交流輸入電 斥的瞬時變化，呈世弦波波形。在兩個開關周期之間，仔一個電流為零的點，但沒有死區(qū)時 間，從而使交流電流通過橋式整流二極管連續(xù)流動（極管的導通角幾乎等丁 180。），整流 平均電流即為交流輸入電流（為電感峰值電流的1, 2）,呈正弦波波形。且與交流電壓趨/ 同相位。因而線路功率I大I數(shù)兒乎為i （通常為0980 995）,電流朵波含吊

35、符介IEC100032 標準的規(guī)定耍求。與此同時，由J PFO電用控制環(huán)路的作用。PFC變換器輸出經(jīng)提升的穩(wěn)壓DC電壓，紋波很人，頻率為100Hz.同樣為正弦波。其控制原理與開關電源一樣,其DC輸出電壓在90V270V的AC輸入電壓范圍內保持不變。4.臨界導電模式（CRM） PFC由J：控制的設計較為簡單，而H.可與較低速升斥二極管配合使用，所以在較低功率應用中通常采用此方法。電路結構如圖17所示。IC得到作電斥后?？刂七壿嬰娐份敵鰣D騰柱信號，使開關管Q1進入作狀態(tài)，100Hz 脈動且流電斥經(jīng)R1和R2組成的電阻分壓器分壓。作為乘法器的一個輸入信巧。升圧變換器 的13流輸出電壓經(jīng)R5和R6分壓

36、后。反饋到IC謀差放人器的正相輸入端，并與謀簽放人器反 相輸入端上的參考電壓2.5V比較。產生一個誤差電壓，也輸入到乘法器的另一個輸入端，乘 法器的輸出信號，作為IC內部電流比較器電流整形網(wǎng)絡的參考輸入。整流橋堆輸出的lOOHz脈動直流電斥經(jīng)PFC電感L、開關管01、檢測電阻R4MU到橋堆地，PFc整流管D5截 止（開關管的匸作頻率比100Hz脈動電壓高很多，在瞬間可以把100Hz脈動靑流電看成總定 的克流電壓）。電感電流從零沿斜率線性增加，電感L儲能。一口電感中的電流達到峰值， Q1截止。電感中存儲的磁能疊加上整流橋堆輸入的100Hz脈動H流電壓氐 經(jīng)整流管D5整 流和濾波電容C3濾波后。形

37、成約390V左右的自流電壓。電感L流過的電流逐漸卜降。肖電感 的電流下降到零時。IC產生一個驅動信號，又使開關管再次導通.開始下一個周期的丁作。 IC的控制邏輯電路同時受零電流檢測器和交流輸入乘法器的控制，可確保在同一時刻IC只輸 出-種狀態(tài)的驅動信號。電容C2的容量很小，一般為O.lpF0.22pF,只能對高頻佶號濾波， 對100Hz脈動直流電沒仃彩響。上述三種功率內數(shù)校正電路匸作模式的應用范川選擇如F： （1）如果功率水平低J-150 W,最好采用CRM或DCM方案。至J CRN1或DCM如欲優(yōu)化滿戯效率，采用CRM：而如欲減少蝕問題，選擇DCM。（2）如功率水平高J-250W, CCNl

38、首選方案。此方案雖然町保持峰值電流和£遨值電流。但必須解決二極管 反向恢復問題。（3）如功率水'卜在150W與250WZ間，方案的選擇則很多，主要看設計人員的硬件設計水平和喜愛。拓撲的選擇還應滿足齊種高能效標準。例如。如果需耍使系統(tǒng)中的頻率同步，則不能采用CRM模式功率因素校正電路。卩q、木機實際使用的功率I対數(shù)校正電路本機實你使用的功率因數(shù)校正電路采用富七電機生產的功率內數(shù)控制芯片F(xiàn)A5501AN. 它的特點如下。（1）正常工作電流為lniA,心動電流很低，為20gA：（2）驅動輸出電流為500111A,輸入電流為1000mA,可以11接驅動功率MOSFET管：（3）輕她時

39、補償檢測電流；（4）齊全的保護功能（開路,短路保護,欠壓保護,過壓保護）;（5）工作電壓:13VON, 9V OFF:（6）內倉啟動計時電路。 引腳功能見附表，內部功能方框圖如圖18所示。FBPFc電壓輸出反饋電路用于檢測PFC輸出電丿E狀態(tài)oCOMP內部比較器輸出補償端MUL乘法器檢測的正弦波輸入IS功率MOSIrET管電流檢測倍號輸入ZCD電感器零電流檢測信號輸入GXD地OUT圖騰柱信號輸出，可直接驅動輸出功率MOSFET管vcc集成電路供電管腳管腳功能符號1.功率內數(shù)校正電路開關控制電跑待機時，待機5V形成電路丁作，形成電壓、"CClc電源管理集成電路IC701 (19)腳輸

40、出的PFCON信號為高電平,光耦PCI53 (1)、( 2)腳沒有電流流過，內部的光敏極管 等效蟲理很人，VCC1電床不能加到Q601 (KTC3209) b極，Q601e極沒仃輸出，VCC3電 壓很低，IC601 (FA5501AN)沒仃工作電壓，功率囚數(shù)校正電路沒有進入工作狀態(tài)。當IC701 (19)腳輸出的PFC-ON信號變成低電平,PC153 (1)、( 2)腳有電流流過,PC 153 內部的光敏極管等效電陽變小,VCC1電用經(jīng)。R6O5、PC153 (4)、( 3)腳加到16£穩(wěn) 丿k .極符ZD601負端。在ZD601的負端形成不啟j J： 16V的電斥。經(jīng)D601隔離后

41、加到Q601b極，Q601導通，輸出約14V的VCC3電壓，為功率因數(shù)校正集成電路IC601供電， 功率因數(shù)校正電路進入工作狀態(tài)?？刂齐娐啡鐖D19所示。2 功率因數(shù)校正山路工作過程當V03加 1到些601 (FA5501AN)( 8)腳后，內部振蕩電路T作，從(7)腳輸出為500111A,該信號經(jīng)R624限流后加到Q605( KST2222A )和Q604 (KTA1552T) b極，Q605導通，TCC3電床經(jīng)R625、Q6O5c、e極后分成兩路。-路經(jīng)R602加到Q602 (SD20N60 )的柵極，另一路經(jīng)R601加到Q603 (SD20N60)的柵極。如圖20所爪。K?AS20V囹餌功

42、卓刃余血王IW“L 注 £ OH IcMM牌JU卩Q602和Q603同時導通，100蟲瓦流電經(jīng)L601 (13) - (10)繞組、Q602和Q603的漏極， 源極、R619, R620回到整流橋堆D101的負端輸出，電感L601的電流從零開始上升,此時L601 的山感勢是(13)腳為正，(10)腳為負。(1)(3)繞組感應的電動勢為(3)正(1)負， 該低電平信號經(jīng)R613加到IC601 (5)腳(內部零電流ZCDCOMP比較器的正端),約0.6V, ZCD.COMP比較器輸出低電 '卜到觸發(fā)器。同時，流過Q602和Q603的源極電流増人，檢測蟲 WIR619/R620兩端

43、的電壓上刃、經(jīng)R609限流。C615濾除干擾波后加到IC601 (4)腳，當電流 達到乘怯器MUL的輸出信號時。集成電路內部比較器CURCOMP翻轉，觸發(fā)器耳置，(7) 腳輸出電流輸入到集成電路內部。此時，Q602柵極的電荷經(jīng)R603、D603加到Q604e極：同 時，Q603柵極的電荷經(jīng)R604、D602加到Q604e極，由J IC601(7)腳電流是流人集成電路內部,所以Q604導通,Q602和Q603柵極的電荷很快泄放,Q602和Q603截止。由丁電感兩 端的電流不能突變，電感L601的電感勢反向，變成(10)腳為正，(13)腳為負。該感應電 動勢疊加上(13)腳輸入的100Hz脈動直流

44、電壓使D6O5 (FSF10A60)導通,經(jīng)TH601、TH602、 C617 (150pF/450V)、C618 (150F/450V)濾波后,形成390V的PFC電壓。在此期間,(1) -(3)繞組產生的感應電動勢反向,成為(1)正(3)負。該高電平經(jīng)R613力I倒IC601 (5) 腳，約7.6V ZCDCOMP比較器翻轉。輸出鬲電平到觸發(fā)器。隨看L601的放電。L601的儲 能減小，次級(1)(3)繞組感W的電動勢也減小。加到IC601 (5)腳的電壓卜降，當(5) 腳的電壓下降到ZCD.COMP比較器的門檻電壓1.33V時,ZCDCOMP比較器輸出低電'卜，觸 發(fā)器被巫置，(

45、7)腳輸出高電平倍號，開始F-JM1的工作。3.PFC輸出電壓穩(wěn)壓過程功率因數(shù)校正電路的穩(wěn)壓部分主咚由取樣電陽和IC601內部的ERRAMP比較器構成。半功 率因數(shù)校lE電路的魚我變輕或交流輸入電壓升高時，PFC電壓升高。經(jīng)R614、R615、R616、 R617和R611、R612分壓后的電壓升高。與內部2.5V基準電壓比較后,送入乘法器,與(3) 腳輸入的交流正弦波信號(100Hz脈動XI流電壓經(jīng)R621、R622、R623和R608分壓而成) 起相乘后，去CURCOMP比較器的負端，使觸發(fā)器的觸發(fā)時間提前，(7)腳輸出的圖騰柱 驅動信號占空比降低，電感L601的儲能減小，PFC輸出的電丿

46、E卜降。肖功率因數(shù)校止電路的 負載變重或交流輸入電壓降低時，穩(wěn)壓過程與上述情況相反。4功率因數(shù)校正電路的保護電路功率內數(shù)校正電路的保護電路主耍由過壓限制電路和開路/短路保護電路組成.(1)過壓限制電路、qPFC輸出的電爪超過IC601的編程電爪時。加在IC601 (1)腳的電爪升疝，該電爪加在 內部0衛(wèi)比較器的負端，與109倍VREF (2.5V)尿準電壓比較器比較。肖該電壓超過1.09VREF 電斥時，OVP比較器翻轉，輸出低電平信號，關閉(7)腳張動信號輸出。肖PFC輸出電壓 回到正常要求后，OVP比較器再次翻轉,輸出高電平信號,打開(7)腳圖騰柱信號輸出， 功率因數(shù)校正電路恢復正常工作狀

47、態(tài)。(2)開路/短路保護電路半PFC輸出電路的穩(wěn)壓環(huán)路開路或。PFC輸出電圧短路時。加在IC601 (1)腳電壓很低 該信號與內部的VSP (0.3V)電壓比較。比較器sP翻轉，輸出控制信號便(7)腳沒有驅動信號輸出.當(1)腳檢測到的電壓恢 復到正常值后,SP比較器再次翻轉,打開(7)腳圖騰柱信號輸出,功率因數(shù)校正電路恢復 正常工作狀態(tài)。五、熱地部分的保護電路熱地部分的保護電路主耍由交流蟲檢測電路(AC.DET)和PFC輸出電斥檢測電路 (PFCDET)組成。這兩個檢測電路均使用J三端桔密基準穩(wěn)床集成電路KIA431作為2.5v 基準電壓產生電路。1 AC.DET檢測電路ACDET檢測電路由

48、交流輸入電壓過低檢測電路和交流輸入電壓過喬檢測電路組成。交流輸入電壓過低檢測電路主要以U121 (KIA431)、PC151 (LTV817M)及外閑元器件組成。交 流輸入電壓過高檢測電路主耍以U121、Q121及外陽兀器件組成。(1)交流輸入電壓過低檢測電路待機5Y形成電路匚作后，經(jīng)Q152、ZDQ53穩(wěn)斥后形成14.5V的V££2電壓。該電爪經(jīng)光耦 合器PC151 (1)、( 2)腳和R143加在U121的陰極；同時,交流輸入電壓經(jīng)D125(D4007) 半波整流、C126濾波后,形成跟隨交流輸入電壓變化的直流電壓。該也流電壓經(jīng)R144、R142、 R123、R137、

49、R138、R139、R140和R141分壓后,再經(jīng)R124限流。C125濾除干擾后加到U121 的控制極。正常時，U121陰極有輸入電流。PC151內部的發(fā)光極管有電流流過,發(fā)光極沖發(fā)光,內部等效電陽降低。YDD電丿E經(jīng)PCI51 (4)、( 3)腳、R729加到電源符理集成 電路IC701 (17)腳。當交流輸入電壓過低時，分壓后加到U121的控制極的電壓低J-U121 內部的基準電壓(2.5V), U121的陰極沒冇輸入電流cPC151內部的等效山阻很大，加到IC701 (17)腳電斥很低。電源管理集成電路檢測到這一信號厲?？刂普麢C處待機狀態(tài)， 同時從(15)腳輸出低蟲£的AC.

50、DET信號,控制前級電路,使交流輸入電路斷開,保護電 源不會在輸入電壓過低時損壞(長虹的整機沒有應用這個保護信號)。(2)交流輸入電壓過高保護電路肖交流輸入電斥過高后。交流輸入電床經(jīng)D125 (D4007 )半波整流。C126濾波后。形成 跟隨交流輸入電壓變化的直流電壓。該直流電壓經(jīng)R144、R142、R123、R137、R138、R139 和R140、R141分壓后也跟著升高。該高電平經(jīng)R133、D122 (ISS133)隔離后使鈕二業(yè)辻 ZD121 (8.2V)擊穿,Q121 (KTC3198) b極被加上高電平,Q121導通,一路使輸入到U121 控制極的電壓經(jīng)R132、D124 (1S

51、S133)、Q121c、e極到地,輸入到U121控制極的電壓降低 到U121內部的基準電壓(2.5V)以下時,U121的陰極沒有輸入電流。PCI51內部的等效電阻 很大,加到IC701 (17)腳電壓很低。電源管理集成電路檢測到這一信號后,控制整機處J： 待機狀態(tài)，同時從(15)腳輸出低電平的AC.DET信號，控制前級電路，使交流輸入電路斷開，保護電源不會在輸入電床過高時損壞(長如的整機沒有應用這個保護信號)。另一 路經(jīng)D、R131把U122的控制極電壓拉低，U122的陰極沒有電流流入,PCI52內部的發(fā)光 二極管不發(fā)光。光敏:極管等效電阻變人,(3)腳輸出的PFCDET信號變成低電平。 IC

52、701®腳檢測到這一信號后，控制帑機處待機狀態(tài)。熱地部分的AC.DET和PFC.DET保護 電路如圖21所示。2PFC.DET檢測電路PFC.DET檢測電路由衛(wèi)業(yè)遨校止電路輸出電壓過低保護電路和功率因數(shù)校正電路輸出 電壓過高保護電路組成。功率因數(shù)校正電路輸出電壓過低保護電路主耍以U122(KI-A431). PCI52 (IXV817M)及外閑尤器件組成。功率I大1數(shù)校正電路輸出電壓過高保護電路主要以 U122、0121及外閑元器件組成。電路如圖21所示。圖21 枷札汝”為ACDETf-PK：.DFT 0電條oie皿“口0 局3 *vis »4);aiM:XC 22/l 心

53、於 "' 訂DIR于熾入prcaioAR、丈曲 £jLi MOK(1)功率因數(shù)校正電路輸出電壓過低保護電路待機5V形成電路工作后，經(jīng)Q152、ZD153穏壓后形成4-5V的VCC2電壓。該電壓經(jīng)光耦 合器PC152 (1)、( 2)腳和R121加在U122的陰極：正常工作時，功率因數(shù)校正電路輸出的 PFC電壓經(jīng)R146、R145、R126、R127、R136、R128和R130分壓后,再經(jīng)R129限流,C121 濾除干擾后，加到U122的控制極，U122的陰級仃電流流入，把121卜端的電位拉低，PC152(1) 、(2)腳仃電流流過，內部的等效電阻降低，STBY5T

54、電壓經(jīng)PC152內部的光敏二極管、 R7O8限流后，形成一個高電平的(4.8V) PFCDET信導，加到IC701 (18)腳。當功率因數(shù) 校正電路丁作不正?；螋~我很匝時。PFC電壓低J-300VW設計標準。分耳厲加到U122的控 制極電壓低J U122內部的基準電壓(2.5V), U122的陰極沒有電流流入,PC 152內部的發(fā)光 二極管不發(fā)光，光敏三極管等效電阻變人，(3)腳輸出的PFCDET倍號變成低電T，IC701(18)腳檢測到這一信號后。控制整機處待機狀態(tài)(2)功率因數(shù)校正電路輸出電壓過高保護電路當PFC電壓過高時(高 J 420V),經(jīng)R146、R145、R126、R127、R1

55、36和R128、R130分 壓后取得的電壓A J-13V,該電壓經(jīng)R135限流。D123隔離后使ZD122 (11V)反向擊穿,Q121b 極披加上高電平,0121導通，一路使輸入到U121控制極的電壓經(jīng)R132、D124、Q121c、e極 到地,輸入到U121控制極的電壓降氐到U121內部的基準電壓(2.5V)以下時,U121的陰極 沒右輸入電流。PC151內部的等效電阻很人，加到IC701 (17)腳電壓很氐。電源管理集成 電路檢測到這一信號后,控制整機處于待機狀態(tài),同時從(15)腳輸出低電平的ACDETf, 號，控制前級電路，吏交流輸入電路斷開，保護電源不會在輸入電壓過高時損壞長虹的整機

56、 沒令應用這個保護信號)。另一路經(jīng)D121、R131把U122的控制極電斥拉低。U122的陰極沒 何電流流入，PCI52內部的發(fā)光二極管不發(fā)光。光敏三極管等效電阻變人，(3)腳輸出的 PFCDET信號變成低電平,IC701 (18)腳檢測到這一信號后,控制整機處于待機狀態(tài)。六、VS電壓形成電路VS電斥形成電路電源部分主控電源管理芯片采用安森美公司的IC801 (NCP1207),外克 功率 MOSFIET 管 Q801(FOPF6N90 ) 和 Q803 ( FOPF6N90 )擴展功率輸 出。NCP1207集成了電流型PWM控制和退磁檢測電路，在大范E3的負我和輸入電壓變化的情況下,確 保準

57、諧振方式和borderlme/cntical傳導模式器件內部的“跳過周期”功能會在輕棧時提高效率 和降低空載功耗,突發(fā)模式時電路中峰值電流已經(jīng)很小。所以不會產生音頻范田內的啦1 器件內的8ps計時器，限制了開關頻率不打J： 100kHz (低j - C3SPR-22 EMI中的150kHz限 制)。器件的“動態(tài)自給(DSS) ”功能簡化電路設計,可以取消變壓器的輔助繞組供電。這 個特點特別適用J：電源輸出電壓大范圍變化的場介，如電池充電器。由采用了 HV設計， 器件宜接連接到高斥肖流母線。退磁檢測電路通過一個輔助繞組檢測變斥器磁芯是否復位. 同時這個引腳還八備快速過壓保護(OVP)功能。旦退磁檢測引腳檢測到的電壓達到OVP 門限。器件進入閉鎖狀態(tài)。連續(xù)監(jiān)測反饋信巧和過流故障保護(OCP)功能，最終使產品更 可靠。磁復位檢測和臨界傳導技術保證了任何工況下