长虹PT32600等离子彩电电源工作原理分析

1、长虹PT32600等离子彩电电源工作原理分析长虹推出小尺J等离了彩色电视机PT32600,采用LG32英寸等离子屏组件。该产品画质优异，性能稳定，虫邈板熨号为PS-7261-1-LF.与LG以前的42英寸标清屏电源相比,输出的出生不同，功耗更低。本电源板主耍由待机5V形成电路、功率因数校正电路、高斥(VS、VA)形成电路、低压形成电路及保护电路组成。电源实物如图所示本电源采用小而印制电路板，设仃电源管理CPU (IC701).整机的丁作时序控制和保护控制是在电源管理CPU的控制卜完成的。Fh本电源的功耗低 功耗部分电路没仃采用半桥驱动电路。方框图如图2所示。0pci；彳s cmm滅匚U2O2?

2、UD201 oaote帧轉JVCPUQC利b801 !1ic«r1vs7S35）2 PW 32FI.I电帥隹机方栏飞一进线抗干扰电路进线抗F扰电路主耍包含有进线过压保护电路、进线滤波电路。1进线过压保护电路、"|从插座SC1O1输入的电压过高时。压敏电阻VA101的两端电压升高，、中11爪超过氏保 护电压值时，流过VA101两端的电流陡然増大,使F101 （6.3A）因过流而熔断，从而保护 后级电路不会因电斥过高而损坏。 2进线滤波电路进线滤波器（EMI滤波器）必须是双 向性的滤波器， 方面滤除电网输入设备的电磁干扰，另一方面避免电子设备产生的軽 反馈回电网.从噪声特点看,

3、噪声干扰分为差模干扰和共模干扰两种.差模干扰是两条电源 线之间的噪声，共模干扰则是两条电源线对地的噪声。因此，进线滤波器应对差模干扰和共 模干扰都有滤波作用。 本机的进线滤波电路由C101、LF1O1、C105、C104、LF1O2组 成女儿型滤波网络。LF1O1和LF102是共模线圈，组成两级共模滤波网络。滤除电网或电 源门少产生的对称干扰信号，在共模干扰时，干扰电流在共模线圈内产生的磁通相反，对共 模信号产生抑制作用而对差模没冇抑制作用。C101、C102、C103. C104、C105、C106.C107组成不平衡滤波网络，滤除电网或电源产牛的不対称干扰信号。电路中.C102、C103、

4、C106、C107是安全电容。耍求耐压值很高。其中，C101、C104. C105是X （差模滤波）电容,C102. C103、C106、C107是Y （共模滤波）电容。相关电路如图3所示。仙!* 2" m74仏 ® >/L 二総1 :-©-0nvrnvT汹i>i亠.dAAJUULr-*TTYrtvTc：Q4 ±63；Nov二、待机电压形成电路待机电压形成电路使用安森类公司生产的NCP1271作为初级控制器。NCP1271是安森类 新一代固定频率PWM电流模式反激控制器。该器件集成高电爪启动、软跳过模式，实现了 出色的待机功耗，同时保持输出噪

5、音到最低限度。 引脚功能见表1，内部功能方框图如图4。为插上交流220V电源肩.AC220电压经插座SC101送入到虫邈板上的两级进线抗干扰 电路进行抗干扰滤波后,送入全桥整流桥堆D101整流,TH601、TH602限流、C617、C618 滤波。TH601和TH602是热敏电阻,冷机时阻值比较大，热机后阻值为0G,防止冷机时冲击 电流过大,损坏保险丝F10K 300V不稳定直流电压经R151限流后分成两路:路经开关变 压器T201 (6)(7)绕组加到Q151的漏极：另一路经R152加到也51 (NCP1271) (8)脚 (HV)。经内部高压恒流源电路向IC151 (6)脚外接电容C154

6、充电,C154上充得的电压逐 渐升高达到5.8V时,内部振荡器工作,从IC151 (5)脚输出PWM驱动脉冲,C154 k的电压继续上升。但是，由J：内部耗电的上升，C154上的电压上升变慢，如果此时VCC匸作电压 没有加过來，电源就会工作在打嗝模式。卅IC151 (5)脚输出的PWM脉冲为商电平时,高电'卜信号经R156、R157分压后加到场效应功率管Q151的栅极，Q151导避。30OV不稳定克 流电压经T201 (6) - (7)绕组、Q151的漏极/源极、R158到地，T201 (6) - (7)绕组储能。 当IC151 (5)脚输出是低电平时，Q151的栅极电荷经D151、R

7、154、R156到IC151 (5)脚， Q151戯止。T201 (6)(7)绕组储存的磁能经次级绕组感应放电，次级孑绕组感应的脉冲 经过流管输出不同的直流电压。其中,(1) - (2)绕组感应的脉冲经D156密流，C156滤波后形成电压VCC1,为后级热地部分供电。VCC1压经Q152 (KTC3209)、R161 (10kQ、ZD153 (15V)穏压成14-3V的VCC2电压，为热地部分的检测电路供电。VCG2电压经D154隔离、C154滤波后加到IC151 (6)脚，为IC151正常工作供电当加到IC151 (6)脚电压高 12.6V时，高压怛流源电路关闭，进入正常匚作状念。相关电路如

8、图所示。iti5叶札“形代电T201的(9) - (13)绕组产生的感应脉冲经。D201整流、C202派波后，形成16.6的TCC4 电压，为后级可控16形成电路供电和可控9形成电路供电。T201的(9) - (11)绕组产生的感应脉冲经D204整流、C210和C211滤波，形成5.5V的直流电压，为U2O3 (KIA278RO5PI). U204( KIA378RO5PI)和U2O5 (KIA278RO5PI)供电。同时，该电爪还经R215限流、ZD202稳压、C708滤波后，形成电丿kVDD,为电源悴理架成电路IC701供电。 2.稳压电路待机5V形成电路的稳压电路主耍由三端精密分流电压基

9、准集成电路U206 (KIA431)、 PC201 (LTV817M)和电流PWM控制集成电路IC151 (NCP1271)组成。 1) KIA431 作 为一个高性价比的常用分流式电压卑准，仃很广泛的用途。KIA431是八仃良好热稳定性的 三端可调分流展准源，它的输出电压用两个电阻就可以任意地设盟为从Vref(2.5V )到36， 范閑内的任何值。图6为该器件的符号和等效电路圈，3个引出脚分别为：阴极(cathode)、 阳极(anode)和参考端(Ref),恒床电路的W用。在KIA431的内部含有一个2.5V的某 准电压，所以当在Ref引入输出反馈时，器件可以通过从阴极到阳极很宽的范皿的分

10、流，控 制输出电压。在图7所示的电路中，当R1和R2的阻值确定时，两者对Vo的分压引入反馈。REF(參考端)AhlOOECATHODE若Vo增人，反馈显増人，KIA431的分流也就増人，从而乂导致Vo卜降。显然，这个深 度负反馈电路必然在Vr$ J;基准电压时稳压。此时，o= ( 1+R1/R2) VrefKIA431'|'. Vref被固定为2.5V。选择不同的R1和R2的值，就可以得到2.5V36V范围内的任意电压. 需要注意的是，在选抒电阻时,必须保证KIA431T作的必要夯件，就是通过阴极的电流耍 大于1mA。当R1为OG时，VO输出为2.5V。利用此接法,可以把KI-

11、A43.1作为一个2.5V基准电源产生电路，后而仃很多部分就用了这种方法作为肤准参考电源。2)稳压电路分待机 模式稳压和正常工作时稳乐两种模式，待机模式时。由待机5V形成电路的输出电流很小， 功耗低，为降低待机时的功耗，IC151作在跳周期匸作模式。当D204、C210和C211整流滤 波的电IKJI A'时。经光电耦介器PC201内部的发比极管、R219限流后。加到U206的阴极 电压也升高：同时，经R223和R222、R221分压后的电压也跟腐升高。加到U206的参考端的 电压上升，U206的阴极输入电流増大，PC201内部的发光强度増加。内部的光敏：极管等效 电阻降低°

12、 IC151 (2)脚输出电流増大.VFB电斥低J：内部lkip电床。经内部处理后。关 闭PVM脉冲信巧输出，D204、C210和C211整流滤波的电丿I讣降，当IC151 (2)脚电JkTB 高Vskip电压时,经内部电路处理后。有PWM脉冲信号输出,Q151进入开关工作状态。 T201的次级冇感应脉冲信号产生。D204、C210和C211整流滤波的电压上升。IC151 丁作在 跳周期工作模式(可恢复关断状态),此时,VFB电压围绕Vskip上卜.浮动。电压约等187 KIA43M碍皿用删正常工作时稳压模式，正幣工作后，功率因数校正电路工作。加到T201±的300V不稳 定肓流电压

13、变成390£稳定的fl流电压，同时，待机5V形成电路的输出功率増加，IC151 (2 脚输出电流减小。电源管理集成电路IC701从(16)脚输出高电平的R11电压，该信号经R22、 限流后加到开关背Q2O7b极，Q207导通，相当丁把R224的TP19端接地。当D204、C210和C211整流滤波的电压升高时,经R223和R222、R221、R224、Q207c-e极分压后的电压上升。加 到U206的参考端的电压上升，U206的阴极输入电流増人，内部的发光亠鯉发光强度增加, PC201内部的光敏1极管等效电阻降低，IC151 (2)掷输出电流増人，经内部电路处理后， PWM脉冲输出的

14、占空比卜降，Q151的导通时间减少，经D204、C210、C211幣流滤波后的 电压卜降。此时TB电压高F Vskip电压而低J： 3V电压。当TB电压达到或高于内部 Vtld (2.85V) ill压阈值时。IC151退出跳周期工作模式，进入正常工作状态。3待机5V形成电路的保护电路待机5V形成电路的保护是否起控，主耍由IC151 (2)、( 3)、( 6)脚输入的电爪来决定,(1) 开环保护当待机5形成电路的稳压回路开环时，输出电压升高，次级感应的电压也跟着升高， 但是,经Q152和ZD153组成的稳压电路稳压后，电压不会上升,IC151 (6)脚电压不会异 常升高.不会对IC151的内部

15、电路造成损害.但是,由F稳压回路开环,IC151 (2)脚没有 电流输出,(2)脚电床升高。半(2)脚电压高J：3V并U持续130ms以上时，IC151进入故障 工作状态。此时，(2)脚电压会自动升至最高值(高J-3V).(2)过流保护半T201的次级绕组输出电路短路时，光耦合器PC201的(1)、( 2)脚压差很小，PC201 内部的发光极管不发光。光敏:极管等效电阻增大。IC151的(2)脚没有电流向外流出，(2) 脚电压升高。当(2)脚电压J-3V并丄持续130ms以上时，IC151进入故障匸作状态，此时，(2)脚电压会口动升至最高值(高J：3V)。(3)初级过流检测电路初级过流检测保护

16、电路主耍由Q151源极检测虫H1R158、R159和C153、IC151内部电路组 成.肖初级电路过流时，0151源极匕的电流増大，流过R158的电流増大，R158两端的压降 増人，该检测信匕经R159、C153加到IC151 (3)脚，经内部LEB处理后，直接控制PWM 输出的占空比，使Q151的导通时间缩短。(4)打嗝保护当IC151 (8)脚加有HV电压后,如果IC151 (6)脚在降到9.1V前没有供电电压供给,IC151 就会匚作在打嗝保护模式，(6)脚电斥就会在5.8V12.6V之间跳变。4低电床输出电路低电压输出电路主耍包含有受控16V形成电路、受控9V形成电路、5VSC形成电路

17、、 STBY5V形成电路和15V形成电路。(1) STBYSV形成电路STBY5V形成电路主耍由KEC公司生产的可控稳斥输出KIA278RXX系列集成电路组成,它的特点如卜：1)输出电流为 0.5mA 2.0A：2) 输入电压为输岀电压Vo35V：3) 输出电压受开关Control信号控制，Control高J：2V就可以冇Vo电压输出，低J 0.8V时 Vo没有输出。4) 热关断功能，内部温度达到125C时关闭Vo输出。KIA278RXX引脚功能见附农所示引脚标注功能VIN电压输入，瑕髙电压可输入35V。Vo电压输出，本例输出5V电压。GND地。Control控制信号输入，高丁-2V时V。有输

18、出。KIA278R05PI内部功能方框图如图8所示,实际应用电路如图9所示Yd ter!；Ui ONSI 9 STHY5V彩成电琲2200 处电源管理集成电路IC701紂到匸作电压后，(21) J 22)脚外接8M旦乙晶体起振，CPU 按内部预先设置好的程序启动，进入待机工作模式，从(25)脚输出5V高虫上的 STDY5VON 信号，经 R709 限流后加到 u205 ( KIA278R05PI) ( 4)脚，D2O4、C210、C2U 蟹流滤波后的电压加到U205 ( 1)脚，U205内部稳压电路工作，从(2)脚输出STBY5V 电压，经C216滤波后0JP814 (14)脚输出，为主板CP

19、U供电。D206为尖峰吸收管，受控16V电丿E输出受控 16V电压输出主要由Q201 (FQPF11P06)、Q202 (KI-A1023)、Q203 (KTC3200)、 Q204 (KTC3200)及外囤尤器件构成。电路如图10所示。虫邈进入正常工作状态后，1£701从(10)脚输出高电平(5V)的MULTI-ON信号，经R705、R209和R208分斥厉，加 到Q203的栅极，Q203导通，VCC4电压经。R204、R2O7Q2O3c、e极到地，把Q201的栅极电 压拉成低电平，Q20I导通，输出16v电压，经C207滤液后从插座P814 (8)、( 9)脚输出。为 主板和电源

20、板木少负伐供电。受控16v输出电压稳压电路主耍由Q204, Q202、9201及外H；l尤器件组成。图10受担16、电压出电当受控16v输出电压空载升高时。经R210、R239和R212分压后的电压上升,加到Q204b 极的电压上升,由J：Q204e极电压固定在6.8V,所以,当Q204b极电压升高后,Q204的导通 能力増强，把Q202b极电压拉低，Q202导通能力増强，比c极输出电压上升，Q201的栅极电 斥升荷，Q201的导通能力减弱，受控16V输出电斥卜降。当受控16输出电床降低时，稳压 过程与上述过程相反。(3)受控9V电压输出电路受控9V电压输出电路主要由KEC公司生产的三端稳压器

21、KIA7809API构成。它的输出山 泓为1A,最高输入电压为35V,工作温度为30°C150°C。引脚功能见附表，内部电路如图引脚标注功能INPU稳丿E前电床输入，故髙输人电斥为35V,本机接16V电T 压。COMM内部电路参考端，木机电路接地。ONOUTP稳压后9V电压输出。UT受控16电压输出后，直接送入U202 (1)脚，经内部稳压成9电压后从(3)脚 输出，经C208 (47卩F/25V)滤波后，直接送到插朋P814 ( 11 )脚，为主板供电。D2O3 (1SS133)为尖峰吸收二极管,吸收开机瞬间U202 (3)脚输出的高电平。电路如图 12所示。用12 受控

22、电压形成电昭974)受控5VSC电压输出受控5VSC电丿E输出主耍由KEC公n-J生产的吋控稳斥输出KIA278Rxx系列集成电路组成,它的特点和内部方框图参见农2和图&应用輕见图13所示。1SS133-K-Y2斜沪0竺204ID.*1J203T201 次級晶强1KV+211 JT1CV PPCOLF.±C2133Z iooijf10V虫邈进入正常工作状态后。电源传理集成电路IC701从(10)脚输出高电平(5V)的MULTI-ON信号，经R705限流厉加到U203 ( KIA278R05PI)的开关控制端(4)脚。U2O3 (2)脚输出稳压后的5VSC电斥。该电床经C213

23、 (100pF/10V)电容滤波厉送入P814 的(13)脚。为主板供电.同时，该电压经R216限流后,形成5VS (:电压的检测信号5VDET.加到IC701 (3)脚，通过检测5VDET信号的髙低，IC701來判断5VSC电压输出是否正常。同时，5VSC电压经R732和R733分压后,加到IC701 (2)脚。用來检测5VSC电压输出是否在正常范鬧内。(5)受控5V电压输出受控5电丿E输出丄耍由KIA378RXX系列集成电路组成，它与KIA278Rxx系列集成电路相比，输血电流从2A上升到3A,其他的特点与KIA278RXX系列集成电路基本-样。应用电路如图14所示。eai 1L no2c

24、ai& 32 4 ME iav豈控wv*14 受舵5V电屈曲出电络C21)0. luF电源进入正常匚作状态厉，受控16电斥建V, IC701从（8）脚输出低电半的M5VON 信号，该信号加到Q205 （KRC103S）b极。Q205截止。受控16电斥经R238和R211分斥后， 给u204 （K1A378R05PI） （4）脚，u204 （2）脚输出受控的电压，该电压经C215 （470pF/ 10V）滤波，R735限流后，送入插座P814 （4）脚，为主板供电。该电压经R217限流后，形成检测信号5VDET,加到IC701 （3）脚，通过检测5VDET信号的高低,IC701来判断5V

25、电压输出是否正常。三、功率因数校正电路近年來，随着电力电了技术的迅猛发展，人磺电力电子装置的应用对电网产生严巫的谐 波干扰，帯來严匝的危害。所以各国都提出了相应的EMC （电磁兼容）标准，严格规定了 接入电网设备的谐波干扰允许水平。我国推行的是3C认证标准，耍求所令电气产品都必须 通过该认证才可以出售,其中，该标准很重要的部分就是EMC （电磁兼容）标准。功率因 数校正技术就是通过在不控整流电路中加入DC/DC开关变换器，应用电流反馈技术。使输 入端电流波形能跟踪交流输入电压波形。从而使输入端电流接近正弦，达到提高功率因数的 冃的。1功率因数校正电路简介按功率冈数校正电路使用的元器件來分，功率

26、因数校正电路分为无源（被动）功率因数 校正电路和有源（主动）功率因数校正电¥亿（1）无源功率因数校正电路无源功率因数补偿是一种利用无源器件使电源的输入电流接近正弦波。从而提高功率因数的电路。一般 采川无源器件电感和电容來实现。无源功率因数校正电路成本低，电路简单，但缺点也相当 明显，忡先人的虫悠限制了它在许多应川屮的实用性。其次它的功率因数提高受限。只能 达到80%90%。适用丁低功率开关电源和对功糾人数要求不是彳艮叮的电器上,如氏虹CHD 3机芯开关电源使用的功率因数校正电路。（2）有源功率因数校正电路有源功率因数校正电路是利用有源电子器件（如三极管、场效应管等）便电源的输入电流接

27、近正弦波，从而 提高功率因数的电路。与无源功率冈数补偿电路相比。仃源功率因数补偿电路优点是：功率 因数高、电流畸变小。但是，它的电路复杂，成木较乔，一般用J：比较高档的机器。 从原理上说。任何一种DC-DC变换器都可用作功率冈数校正的主电路，但是，由J：升压熨 BOOST变换器的特殊优点，应用功率因数校止电路更为广泛。BOOST功率因数校正电路 一般由四部分组成：一是BOOST储能电感：二是整流滤波电路；汎功率MOSFJI关負：四 是控制集成电路。PFC变换器冇不同的分类方法，按通过升压电感元件电流的控制方式來分, 主耍仃连续导通模式（££M）、不连续导通模式（DCI）及介

28、J CCM与DCM之间的临界或 过渡导通模式（TCM）三种类型（有的叫CRM）模式，不论是哪一种类型的PFC升斥变换 器。都耍求其DC输出电压高最高AC线路电压的峰值。在通用线路输入卜，MAAC线路 电压往往达270V,故PFC变换器输LHDC通常都设置在390V左右的电平上。2连续导电模式（CCM）功率丙数校正电路由J：这种方案恒频且峰值电流较小,是较高功率（250W）应用的首选方案。但是,连 续导电模式的控制解决方案较为复杂，牵涉到多个环路.以及以不稱确着称的模拟乘法器. 并石在控制集成电路周国安放许多元件，控制复杂，制作成本高，并11耍求功率器件的余彊 耍大，防止最坏情况下的功率耗散。如

29、图15所示。o禺15连集字电楔丸（疋加）功唱丙歉菽正电冬權胃电路简介：IC得电匸作后。输出图腾柱信号去控制开关管Q1进入开关状态，同时，桥 堆D1整流输出的100旦乙脉冲经电阳R3和R4分爪后加到IC的内部乘法器的一个输入端： PFC输出的电压经R5和R6分压后，加到电压比较器E/A的负端。内部展准电压VREF 加到比较器E/A的正端，比较厉输出的谋差信号与交流输入的电流信号比较后，形成VDIV 信号，该信号送到乘法器的另一个输入端，共同去腔制PWM控制器的山空比时间,使输 出到开关管的图腾柱信号的占空比和输入的交流电压同频風桓。达到提高功率因数的目的. 为开关管导通时，整流桥堆D1输出的10

30、0Hz脉动TI流电经PFc ill感L、开关管Q1回复到 地。PFC整流二极管D2截止（开关管的工作竝比lOOHz脉动电压高很多。在瞬间可以 把100Hz脉动苴流电看成稳定的肖流电床）。电感L中流过的电流从零沿斜率线性增加，电 感L储能。 一U电感中的电流达到峰值，开关管Q1截止。电感L中存储的磁能叠加上 整流桥堆D1输入的100Hz脉动直流电压后,经整流管D2整流和滤波电容C2滤波，形成 约390V左右的直流电压。同时，电感L流过的电流逐渐卜降，为电感的电流卜降到零时， ic产生一个骡动信号乂使开关管再次导通。开始卜一个周期的匸作。IC的控制逻知：电路同 时受冬电流检测器和交流输入乘法器的控

31、制，可确保在同一时刻IC只输出一种状态的驱动 信号。3不连续导电模式（DCM）功率凶数榜匸吐路转本组成包括以皿谋羞放人器为中心的电压控制环路和以一彖限乘法器、虫流感测比较器及零电流检测器等构成的电流控制环路。比丁作原理如下：为接通交流电压厉。由J：軽C1容值仅为O.lpF047吓，只能対高频仁，；庁路，即对功率因数校正电路产牛的高频信匕和虫邈输入的高频信号滤波。故桥式整流输出为100生的正弦半波脉动口流电爪（Vrl.通过虫卫1R3的电流対电容C3充电,、”IC3上的电压升至1£的启动门限以上时，IC开始工作，并驱动功率因数校正电路开关管VT1匸作。一 M.PFC升丿E变换器进入正常运

32、行状态。升斥业器T1的次级绕组则感生高频脉冲信号。经:极背T>5整流和电容C3滤波。为IC提供正常工作所需的电压和电流。电路图如图16所示。1916功伞拗故校正电路乃祀g100Hz脉动口流电压赵俶1和R2组成的电阻分压器分压,作为乘法器的个输入（Vml）o升压变换器的直流输出电压。经R8、R9分压后。反馈到IC谋羞放人器EA的正相输入端，并与误差放大器反扭输入端上的参考电压Wf比较，产生一个误差电压（Vml）.也输入到乘法器。乘法器的输出Vmc是两个输入（VmlfllVm?）的结果，作为IC电流比较器COMP的参考。当IC驱动开关管VT1导通时，升压二极管T>6截止，流过PFC电感

33、L的电流从零沿斜坡线性增加。并全部通过VT1和R7回复到地（开关管的工作频率比100Hz脉动电压高很多，在瞬间可以把ioohz脉动直流电看成稳定的直流电压）o-nn在开关周期内达到峰借,VT1匕的张动PWM脉冲变为咨电平,VT1截止，电感器L中的储能栓加上整流桥堆输入的100Hz脉动直流电压使VD6导通，通过L的电流II沿向卜的斜坡卜降。一UI1降为咨，L的次级绕俎产生一个突变电势被IC的零电流检测器接收，IC产生新的输出脉冲驱动VT1再次导通。开始卜一个开关周期。IC的电流检测逻辑电路同时受零电流检测器和电流传感比较器的控制，可确保在同一时刻IC只输出一种状态的驱动* VT1源极串联电阻R7

34、用作流过VT1的电流检测。只要R7上的压降超过电流传感比较器的触发门限电平。PFC开关管VT1则截止。交流电压从寒按正眩规律变化时，乘法器输出VMC为比较器建工的门限强迫通过L的峰值 电流跟踪交流电压的轨迹。在以开关周期内电感峰值电流形成的包迹波，正比J：交流输入电 斥的瞬时变化，呈世弦波波形。在两个开关周期之间，仔一个电流为零的点，但没有死区时 间，从而使交流电流通过桥式整流二极管连续流动（极管的导通角几乎等丁 180。），整流 平均电流即为交流输入电流（为电感峰值电流的1, 2）,呈正弦波波形。且与交流电压趋/ 同相位。因而线路功率I大I数儿乎为i （通常为0980 995）,电流朵波含吊

35、符介IEC100032 标准的规定耍求。与此同时，由J PFO电用控制环路的作用。PFC变换器输出经提升的稳压DC电压，纹波很人，频率为100Hz.同样为正弦波。其控制原理与开关电源一样,其DC输出电压在90V270V的AC输入电压范围内保持不变。4.临界导电模式（CRM） PFC由J：控制的设计较为简单，而H.可与较低速升斥二极管配合使用，所以在较低功率应用中通常采用此方法。电路结构如图17所示。IC得到作电斥后。控制逻辑电路输出图腾柱信号，使开关管Q1进入作状态，100Hz 脉动且流电斥经R1和R2组成的电阻分压器分压。作为乘法器的一个输入信巧。升圧变换器 的13流输出电压经R5和R6分压

36、后。反馈到IC谋差放人器的正相输入端，并与谋签放人器反 相输入端上的参考电压2.5V比较。产生一个误差电压，也输入到乘法器的另一个输入端，乘 法器的输出信号，作为IC内部电流比较器电流整形网络的参考输入。整流桥堆输出的lOOHz脉动直流电斥经PFC电感L、开关管01、检测电阻R4MU到桥堆地，PFc整流管D5截 止（开关管的匸作频率比100Hz脉动电压高很多，在瞬间可以把100Hz脉动靑流电看成总定 的克流电压）。电感电流从零沿斜率线性增加，电感L储能。一口电感中的电流达到峰值， Q1截止。电感中存储的磁能叠加上整流桥堆输入的100Hz脉动H流电压氐 经整流管D5整 流和滤波电容C3滤波后。形

37、成约390V左右的自流电压。电感L流过的电流逐渐卜降。肖电感 的电流下降到零时。IC产生一个驱动信号，又使开关管再次导通.开始下一个周期的丁作。 IC的控制逻辑电路同时受零电流检测器和交流输入乘法器的控制，可确保在同一时刻IC只输 出-种状态的驱动信号。电容C2的容量很小，一般为O.lpF0.22pF,只能对高频佶号滤波， 对100Hz脉动直流电没仃彩响。上述三种功率内数校正电路匸作模式的应用范川选择如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如欲优化满戯效率，采用CRM：而如欲减少蝕问题，选择DCM。（2）如功率水平高J-250W, CCNl

38、首选方案。此方案虽然町保持峰值电流和£遨值电流。但必须解决二极管 反向恢复问题。（3）如功率水'卜在150W与250WZ间，方案的选择则很多，主要看设计人员的硬件设计水平和喜爱。拓扑的选择还应满足齐种高能效标准。例如。如果需耍使系统中的频率同步，则不能采用CRM模式功率因素校正电路。卩q、木机实际使用的功率I対数校正电路本机实你使用的功率因数校正电路采用富七电机生产的功率内数控制芯片FA5501AN. 它的特点如下。（1）正常工作电流为lniA,心动电流很低，为20gA：（2）驱动输出电流为500111A,输入电流为1000mA,可以11接驱动功率MOSFET管：（3）轻她时

39、补偿检测电流；（4）齐全的保护功能（开路,短路保护,欠压保护,过压保护）;（5）工作电压:13VON, 9V OFF:（6）内倉启动计时电路。 引脚功能见附表，内部功能方框图如图18所示。FBPFc电压输出反馈电路用于检测PFC输出电丿E状态oCOMP内部比较器输出补偿端MUL乘法器检测的正弦波输入IS功率MOSIrET管电流检测倍号输入ZCD电感器零电流检测信号输入GXD地OUT图腾柱信号输出，可直接驱动输出功率MOSFET管vcc集成电路供电管脚管脚功能符号1.功率内数校正电路开关控制电跑待机时，待机5V形成电路丁作，形成电压、"CClc电源管理集成电路IC701 (19)脚输

40、出的PFCON信号为高电平,光耦PCI53 (1)、( 2)脚没有电流流过，内部的光敏极管 等效虫理很人，VCC1电床不能加到Q601 (KTC3209) b极，Q601e极没仃输出，VCC3电 压很低，IC601 (FA5501AN)没仃工作电压，功率囚数校正电路没有进入工作状态。当IC701 (19)脚输出的PFC-ON信号变成低电平,PC153 (1)、( 2)脚有电流流过,PC 153 内部的光敏极管等效电阳变小,VCC1电用经。R6O5、PC153 (4)、( 3)脚加到16£稳 丿k .极符ZD601负端。在ZD601的负端形成不启j J： 16V的电斥。经D601隔离后

41、加到Q601b极，Q601导通，输出约14V的VCC3电压，为功率因数校正集成电路IC601供电， 功率因数校正电路进入工作状态。控制电路如图19所示。2 功率因数校正山路工作过程当V03加 1到些601 (FA5501AN)( 8)脚后，内部振荡电路T作，从(7)脚输出为500111A,该信号经R624限流后加到Q605( KST2222A )和Q604 (KTA1552T) b极，Q605导通，TCC3电床经R625、Q6O5c、e极后分成两路。-路经R602加到Q602 (SD20N60 )的栅极，另一路经R601加到Q603 (SD20N60)的栅极。如图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同时导通，100虫瓦流电经L601 (13) - (10)绕组、Q602和Q603的漏极， 源极、R619, R620回到整流桥堆D101的负端输出，电感L601的电流从零开始上升,此时L601 的山感势是(13)脚为正，(10)脚为负。(1)(3)绕组感应的电动势为(3)正(1)负， 该低电平信号经R613加到IC601 (5)脚(内部零电流ZCDCOMP比较器的正端),约0.6V, ZCD.COMP比较器输出低电 '卜到触发器。同时，流过Q602和Q603的源极电流増人，检测虫 WIR619/R620两端

43、的电压上刃、经R609限流。C615滤除干扰波后加到IC601 (4)脚，当电流 达到乘怯器MUL的输出信号时。集成电路内部比较器CURCOMP翻转，触发器耳置，(7) 脚输出电流输入到集成电路内部。此时，Q602栅极的电荷经R603、D603加到Q604e极：同 时，Q603栅极的电荷经R604、D602加到Q604e极，由J IC601(7)脚电流是流人集成电路内部,所以Q604导通,Q602和Q603栅极的电荷很快泄放,Q602和Q603截止。由丁电感两 端的电流不能突变，电感L601的电感势反向，变成(10)脚为正，(13)脚为负。该感应电 动势叠加上(13)脚输入的100Hz脉动直流

44、电压使D6O5 (FSF10A60)导通,经TH601、TH602、 C617 (150pF/450V)、C618 (150F/450V)滤波后,形成390V的PFC电压。在此期间,(1) -(3)绕组产生的感应电动势反向,成为(1)正(3)负。该高电平经R613力I倒IC601 (5) 脚，约7.6V ZCDCOMP比较器翻转。输出鬲电平到触发器。随看L601的放电。L601的储 能减小，次级(1)(3)绕组感W的电动势也减小。加到IC601 (5)脚的电压卜降，当(5) 脚的电压下降到ZCD.COMP比较器的门槛电压1.33V时,ZCDCOMP比较器输出低电'卜，触 发器被巫置，(

45、7)脚输出高电平倍号，开始F-JM1的工作。3.PFC输出电压稳压过程功率因数校正电路的稳压部分主咚由取样电阳和IC601内部的ERRAMP比较器构成。半功 率因数校lE电路的鱼我变轻或交流输入电压升高时，PFC电压升高。经R614、R615、R616、 R617和R611、R612分压后的电压升高。与内部2.5V基准电压比较后,送入乘法器,与(3) 脚输入的交流正弦波信号(100Hz脉动XI流电压经R621、R622、R623和R608分压而成) 起相乘后，去CURCOMP比较器的负端，使触发器的触发时间提前，(7)脚输出的图腾柱 驱动信号占空比降低，电感L601的储能减小，PFC输出的电丿

46、E卜降。肖功率因数校止电路的 负载变重或交流输入电压降低时，稳压过程与上述情况相反。4功率因数校正电路的保护电路功率内数校正电路的保护电路主耍由过压限制电路和开路/短路保护电路组成.(1)过压限制电路、qPFC输出的电爪超过IC601的编程电爪时。加在IC601 (1)脚的电爪升疝，该电爪加在 内部0卫比较器的负端，与109倍VREF (2.5V)尿准电压比较器比较。肖该电压超过1.09VREF 电斥时，OVP比较器翻转，输出低电平信号，关闭(7)脚张动信号输出。肖PFC输出电压 回到正常要求后，OVP比较器再次翻转,输出高电平信号,打开(7)脚图腾柱信号输出， 功率因数校正电路恢复正常工作状

47、态。(2)开路/短路保护电路半PFC输出电路的稳压环路开路或。PFC输出电圧短路时。加在IC601 (1)脚电压很低 该信号与内部的VSP (0.3V)电压比较。比较器sP翻转，输出控制信号便(7)脚没有驱动信号输出.当(1)脚检测到的电压恢 复到正常值后,SP比较器再次翻转,打开(7)脚图腾柱信号输出,功率因数校正电路恢复 正常工作状态。五、热地部分的保护电路热地部分的保护电路主耍由交流虫检测电路(AC.DET)和PFC输出电斥检测电路 (PFCDET)组成。这两个检测电路均使用J三端桔密基准稳床集成电路KIA431作为2.5v 基准电压产生电路。1 AC.DET检测电路ACDET检测电路由

48、交流输入电压过低检测电路和交流输入电压过乔检测电路组成。交流输入电压过低检测电路主要以U121 (KIA431)、PC151 (LTV817M)及外閑元器件组成。交 流输入电压过高检测电路主耍以U121、Q121及外阳兀器件组成。(1)交流输入电压过低检测电路待机5Y形成电路匚作后，经Q152、ZDQ53稳斥后形成14.5V的V££2电压。该电爪经光耦 合器PC151 (1)、( 2)脚和R143加在U121的阴极；同时,交流输入电压经D125(D4007) 半波整流、C126滤波后,形成跟随交流输入电压变化的直流电压。该也流电压经R144、R142、 R123、R137、

49、R138、R139、R140和R141分压后,再经R124限流。C125滤除干扰后加到U121 的控制极。正常时，U121阴极有输入电流。PC151内部的发光极管有电流流过,发光极沖发光,内部等效电阳降低。YDD电丿E经PCI51 (4)、( 3)脚、R729加到电源符理集成 电路IC701 (17)脚。当交流输入电压过低时，分压后加到U121的控制极的电压低J-U121 内部的基准电压(2.5V), U121的阴极没冇输入电流cPC151内部的等效山阻很大，加到IC701 (17)脚电斥很低。电源管理集成电路检测到这一信号厉。控制整机处待机状态， 同时从(15)脚输出低虫£的AC.

50、DET信号,控制前级电路,使交流输入电路断开,保护电 源不会在输入电压过低时损坏(长虹的整机没有应用这个保护信号)。(2)交流输入电压过高保护电路肖交流输入电斥过高后。交流输入电床经D125 (D4007 )半波整流。C126滤波后。形成 跟随交流输入电压变化的直流电压。该直流电压经R144、R142、R123、R137、R138、R139 和R140、R141分压后也跟着升高。该高电平经R133、D122 (ISS133)隔离后使鈕二业辻 ZD121 (8.2V)击穿,Q121 (KTC3198) b极被加上高电平,Q121导通,一路使输入到U121 控制极的电压经R132、D124 (1S

51、S133)、Q121c、e极到地,输入到U121控制极的电压降低 到U121内部的基准电压(2.5V)以下时,U121的阴极没有输入电流。PCI51内部的等效电阻 很大,加到IC701 (17)脚电压很低。电源管理集成电路检测到这一信号后,控制整机处J： 待机状态，同时从(15)脚输出低电平的AC.DET信号，控制前级电路，使交流输入电路断开，保护电源不会在输入电床过高时损坏(长如的整机没有应用这个保护信号)。另一 路经D、R131把U122的控制极电压拉低，U122的阴极没有电流流入,PCI52内部的发光 二极管不发光。光敏:极管等效电阻变人,(3)脚输出的PFCDET信号变成低电平。 IC

52、701®脚检测到这一信号后，控制帑机处待机状态。热地部分的AC.DET和PFC.DET保护 电路如图21所示。2PFC.DET检测电路PFC.DET检测电路由卫业遨校止电路输出电压过低保护电路和功率因数校正电路输出 电压过高保护电路组成。功率因数校正电路输出电压过低保护电路主耍以U122(KI-A431). PCI52 (IXV817M)及外閑尤器件组成。功率I大1数校正电路输出电压过高保护电路主要以 U122、0121及外閑元器件组成。电路如图21所示。图21 枷札汝”为ACDETf-PK：.DFT 0电条oie皿“口0 局3 *vis »4);aiM:XC 22/l 心

53、於 "' 订DIR于熾入prcaioAR、丈曲 £jLi MOK(1)功率因数校正电路输出电压过低保护电路待机5V形成电路工作后，经Q152、ZD153穏压后形成4-5V的VCC2电压。该电压经光耦 合器PC152 (1)、( 2)脚和R121加在U122的阴极：正常工作时，功率因数校正电路输出的 PFC电压经R146、R145、R126、R127、R136、R128和R130分压后,再经R129限流,C121 滤除干扰后，加到U122的控制极，U122的阴级仃电流流入，把121卜端的电位拉低，PC152(1) 、(2)脚仃电流流过，内部的等效电阻降低，STBY5T

54、电压经PC152内部的光敏二极管、 R7O8限流后，形成一个高电平的(4.8V) PFCDET信导，加到IC701 (18)脚。当功率因数 校正电路丁作不正常或鱼我很匝时。PFC电压低J-300VW设计标准。分耳厉加到U122的控 制极电压低J U122内部的基准电压(2.5V), U122的阴极没有电流流入,PC 152内部的发光 二极管不发光，光敏三极管等效电阻变人，(3)脚输出的PFCDET倍号变成低电T，IC701(18)脚检测到这一信号后。控制整机处待机状态(2)功率因数校正电路输出电压过高保护电路当PFC电压过高时(高 J 420V),经R146、R145、R126、R127、R1

55、36和R128、R130分 压后取得的电压A J-13V,该电压经R135限流。D123隔离后使ZD122 (11V)反向击穿,Q121b 极披加上高电平,0121导通，一路使输入到U121控制极的电压经R132、D124、Q121c、e极 到地,输入到U121控制极的电压降氐到U121内部的基准电压(2.5V)以下时,U121的阴极 没右输入电流。PC151内部的等效电阻很人，加到IC701 (17)脚电压很氐。电源管理集成 电路检测到这一信号后,控制整机处于待机状态,同时从(15)脚输出低电平的ACDETf, 号，控制前级电路，吏交流输入电路断开，保护电源不会在输入电压过高时损坏长虹的整机

56、 没令应用这个保护信号)。另一路经D121、R131把U122的控制极电斥拉低。U122的阴极没 何电流流入，PCI52内部的发光二极管不发光。光敏三极管等效电阻变人，(3)脚输出的 PFCDET信号变成低电平,IC701 (18)脚检测到这一信号后,控制整机处于待机状态。六、VS电压形成电路VS电斥形成电路电源部分主控电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 )扩展功率输 出。NCP1207集成了电流型PWM控制和退磁检测电路，在大范E3的负我和输入电压变化的情况下,确 保准

57、谐振方式和borderlme/cntical传导模式器件内部的“跳过周期”功能会在轻栈时提高效率 和降低空载功耗,突发模式时电路中峰值电流已经很小。所以不会产生音频范田内的啦1 器件内的8ps计时器，限制了开关频率不打J： 100kHz (低j - C3SPR-22 EMI中的150kHz限 制)。器件的“动态自给(DSS) ”功能简化电路设计,可以取消变压器的辅助绕组供电。这 个特点特别适用J：电源输出电压大范围变化的场介，如电池充电器。由采用了 HV设计， 器件宜接连接到高斥肖流母线。退磁检测电路通过一个辅助绕组检测变斥器磁芯是否复位. 同时这个引脚还八备快速过压保护(OVP)功能。旦退磁检测引脚检测到的电压达到OVP 门限。器件进入闭锁状态。连续监测反馈信巧和过流故障保护(OCP)功能，最终使产品更 可靠。磁复位检测和临界传导技术保证了任何工况下