品質(zhì)工程部《TV電源原理》培訓(xùn)

1、TV電源原理 品質(zhì)工程部 XXX FEB-22-05 LCDTV電源介紹紹因液晶屏屏本身沒(méi)沒(méi)有發(fā)光光功能，這就需需要在液液晶屏后后加一個(gè)個(gè)照明系系統(tǒng)，該該背光照照明系統(tǒng)統(tǒng)由發(fā)光光部件、能使光光線均勻勻照射在在液晶表表示面的的導(dǎo)光板板和驅(qū)動(dòng)動(dòng)發(fā)光部部件的電電源構(gòu)成成?，F(xiàn)在在發(fā)光部部件的主主流為被被稱作冷冷陰極管管的螢光光管。其其發(fā)光原原理與室室內(nèi)照明明用的熱熱陰管類類似，但但不需象象熱陰管管那樣先先預(yù)熱燈燈絲，它它在較低低溫狀態(tài)態(tài)就能點(diǎn)點(diǎn)亮，因因此叫冷冷陰極管管。但要要驅(qū)動(dòng)這這種冷陰陰極管需需要能輸輸出10001500V交流電壓壓的特殊殊電源。由于一般般市用電電網(wǎng)提供供的是220V/50Hz或1

2、10V/60Hz的交流電電壓，而而顯示器器（不論論是早期期的CRT管，還是是新興的的LCD顯示器，乃至LCDTV）的大部分分電路是是工作在在低壓的的條件下下，所以以需要在在顯示器器上專門(mén)門(mén)配有電電源電路路。其作作用就是是將市電電的交流流電壓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成為為12V的直流電電壓輸出出，從而而向顯示示器供電電。由于于顯示器器內(nèi)部的的主板上上還有DC-DC電壓轉(zhuǎn)換換器以獲獲得8V/5V/3.3V/2.5V電壓，所所以電源源輸出的的12V的直流電電壓就能能滿足顯顯示器工工作的要要求。鑒鑒于此，要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)這一特特殊的電電源，就就要從12V直流電壓壓轉(zhuǎn)換到到10001500V交流電壓壓，這就就是Inverter。

3、而從交流流電壓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到12V直流電壓壓的即為為Adapter。早期，冠冠捷電子子采用Adapter和Inverter分開(kāi)的方方式實(shí)現(xiàn)現(xiàn)對(duì)顯示示器的供供電。Adapter采用的PWMIC為UC3842或UC3843、Inverter采用的PWMIC為T(mén)L1451。后來(lái)，出出于Cost down的考慮，采用Adapter和Inverter一體化的的方案，Adapter部分采用用的PWMIC為SG6841、Inverter部分采用用的PWMIC為T(mén)L1451。隨著燈管管的增加加及所需需的功率率不斷增增加，Inverter部分回路路的設(shè)計(jì)計(jì)方案得得到轉(zhuǎn)變變，由原原來(lái)的Royer回路變?yōu)闉槿珮蚴绞交芈罚?/p>

4、為此應(yīng)應(yīng)用到OZ960IC。第一講、開(kāi)關(guān)電電源的基基本工作作原理開(kāi)關(guān)電源源是利用用時(shí)間比比率控制制（Time Ratio Control,縮寫(xiě)為T(mén)RC）的方法來(lái)來(lái)控制穩(wěn)穩(wěn)壓輸出出的。按按TRC控制原理理，有以以下三種種方式：脈沖寬度度調(diào)制（PulseWidthModulation,縮寫(xiě)為PWM）。開(kāi)關(guān)周期期恒定，通過(guò)改改變脈沖沖寬度來(lái)來(lái)改改變占占空比的的方式。脈沖頻率率調(diào)制（PulseFrequencyModulation,縮寫(xiě)為PFM）導(dǎo)通脈沖沖寬度恒定，通通過(guò)改變變開(kāi)關(guān)工工作頻率率來(lái)改變變占空比比的方式式。3）混合合調(diào)制導(dǎo)導(dǎo)通脈沖沖寬度和和開(kāi)關(guān)工工作頻率率均不固固定，彼彼此都能能改變的的方

5、式，它是以上上二種方方式的混混合。在目前開(kāi)開(kāi)發(fā)和使使用的開(kāi)開(kāi)關(guān)電源源集成電電路中，絕大多多數(shù)也為為脈寬調(diào)調(diào)制型。本設(shè)計(jì)計(jì)采用的的就是脈脈寬調(diào)制制型（PWM）開(kāi)關(guān)穩(wěn)穩(wěn)壓電源源，其基基本原理理可參見(jiàn)見(jiàn)右圖。對(duì)于單極極性矩形形脈沖來(lái)來(lái)說(shuō)，其其直流平平均電壓壓Uo取取決于矩矩形脈沖沖的寬度度，脈沖沖越寬，其直流流平均電電壓值就就越高。直流平平均電壓壓Uo可可由公式式計(jì)算，即Uo=UmT1/T式中Um 矩矩形脈沖沖最大電電壓值；T矩形脈脈沖周期期；T1矩形脈脈沖寬度度。脈寬調(diào)制制型從上式可可以看出出，當(dāng)Um與T不變時(shí)時(shí)，直流流平均電電壓Uo將與脈脈沖寬度度T1成成正比。這樣，只要我我們?cè)O(shè)法法使脈沖沖寬度

6、隨隨穩(wěn)壓電電源輸出出電壓的的增高而而變窄，就可以以達(dá)到穩(wěn)穩(wěn)定電壓壓的目的的。此外，為為因應(yīng)各各種不同同的輸出出功率，開(kāi)關(guān)電電源按DC/DC變換器的的工作方方式分又又可分為為反激式式（Flyback）、順向式（Forward）、全橋式（Full Bridge）、半橋式（Half Bridge）和推挽式式（Push-Pull）等電路拓拓?fù)洌═opology）結(jié)構(gòu)。其其中單端端反激式式開(kāi)關(guān)電電源是一一種成本本最低的的電源電電路，輸輸出功率率為20100，可以以同時(shí)輸輸出不同的電電壓，且且有較好好的電壓壓調(diào)整率率，應(yīng)用用較為廣廣泛其典典型的電電路如圖圖所示。圖1-1 反激激式開(kāi)關(guān)關(guān)電源典典型電路路結(jié)構(gòu)

7、藉由PWMIC控制制開(kāi)關(guān)管管的導(dǎo)通通與否，配合次次級(jí)側(cè)的的二極管管和電容容，即可可得到穩(wěn)穩(wěn)定DC電壓的的輸出。Ui為為含有一一定交流流成份的的直流電電壓，由由開(kāi)關(guān)功功率管斬?cái)夭ê透吒哳l變壓壓器降壓壓，將儲(chǔ)儲(chǔ)存于在在變壓器器的能量量傳遞給給次級(jí)側(cè)側(cè)，轉(zhuǎn)換換成所需需電壓值值的方波波，最后后再將這這個(gè)方波波電壓經(jīng)經(jīng)整流濾濾波變?yōu)闉樗枰闹绷髁麟妷?。此外改改變變壓壓器初、次?jí)的的圈數(shù)，就可以以得到想想要的DC電源源。PWM控制制電路是是這類開(kāi)開(kāi)關(guān)電源源的核心心，它通通過(guò)取樣樣反饋閉閉環(huán)回路路，調(diào)整整高頻開(kāi)開(kāi)關(guān)元件件的開(kāi)關(guān)關(guān)時(shí)間比比例即占占空比，以達(dá)到到穩(wěn)定輸輸出電壓壓的目的的。由于高頻頻變壓器器的

8、磁芯芯只有一一個(gè)輸出出端，而而MOS開(kāi)關(guān)功功率管導(dǎo)導(dǎo)通時(shí)，次級(jí)整整流二極極管截止止，電能能就儲(chǔ)存存在高頻頻變壓器器的初級(jí)級(jí)電感線線圈中；當(dāng)MOS功率率管關(guān)斷斷時(shí)整流流二極管管導(dǎo)通，初級(jí)線線圈上的的電能傳傳輸給次次極繞組組，并經(jīng)經(jīng)過(guò)次級(jí)級(jí)整流二二極管輸輸出，故故稱之為為單端反反激式。開(kāi)關(guān)電源源雖然具具有許多多優(yōu)點(diǎn)并并得到廣廣泛的應(yīng)應(yīng)用，但但由于它它具有嚴(yán)嚴(yán)重的射射頻干擾擾,在線性電電路中的的應(yīng)用一一直受到到很大的的限制。開(kāi)關(guān)電源源是把工工頻交流流整流為為直流后后，再通通過(guò)開(kāi)關(guān)關(guān)變?yōu)楦吒哳l交流流，其后后再整流流為穩(wěn)定定直流的的一種電電源，這這樣就有有工頻電電源的整整流波形形畸變產(chǎn)產(chǎn)生的噪噪聲與開(kāi)開(kāi)

9、關(guān)波形形產(chǎn)生的的噪聲。在輸入入側(cè)泄露露出去就就表現(xiàn)為為傳導(dǎo)噪噪聲和輻輻射噪聲聲，在輸輸出側(cè)泄泄露出去去就表現(xiàn)現(xiàn)為紋波波。同時(shí)時(shí)外部噪噪聲會(huì)進(jìn)進(jìn)到電子子設(shè)備中中，而供供給負(fù)載載的電源源噪聲也也會(huì)泄露露到外部部。若電電源線中中有噪聲聲電流通通過(guò)，電電源線就就相當(dāng)于于天線向向空中輻輻射噪聲聲。而這這些噪聲聲都會(huì)影影響設(shè)備備的正常常工作。要想使其其得到更更廣泛的的應(yīng)用，滿足電電磁兼容容性的有有關(guān)指標(biāo)標(biāo)，就需需要有效效地抑制制開(kāi)關(guān)電電源的干干擾。雜訊干擾擾的途徑徑有兩種種：傳導(dǎo)導(dǎo)干擾與與輻射干干擾。以以下分別別對(duì)兩種種干擾的的特性與與抑制方方法做一一介紹。1.1傳導(dǎo)干擾擾及其抑抑制措施施從導(dǎo)線傳傳入的干

10、干擾稱為為傳導(dǎo)干干擾，其其干擾能能量通過(guò)過(guò)導(dǎo)電體體進(jìn)行傳傳播，開(kāi)開(kāi)關(guān)電源源的輸入入、輸出出引線都都是傳導(dǎo)導(dǎo)干擾的的媒介。開(kāi)關(guān)電源源產(chǎn)生的的干擾會(huì)會(huì)沿電源源引線進(jìn)進(jìn)入電網(wǎng)網(wǎng)，污染染電網(wǎng)，使同一一電網(wǎng)的的電子設(shè)設(shè)備受到到干擾。同時(shí)電電源的輸輸出線還還將把干干擾噪聲聲傳遞給給負(fù)載，使作為為電源負(fù)負(fù)載的電電子設(shè)備備直接受受到干擾擾，當(dāng)這這種干擾擾幅度若若大到一一定程度度，會(huì)影影響線性性電路和和一些小小信號(hào)電電路的正正常工作作。由于傳導(dǎo)導(dǎo)干擾主主要是通通過(guò)輸入入輸出引引線進(jìn)行行傳播，因而相相對(duì)來(lái)說(shuō)說(shuō)傳導(dǎo)干干擾的抑抑制要容容易些，主要方方法是加加接輸入入輸出濾濾波器。在開(kāi)關(guān)電電源的輸輸入側(cè)要要介入電電容與

11、電電感構(gòu)成成的濾波波器，用用于抑制制交流電電源產(chǎn)生生的EMI，而該濾波波器也稱稱為電磁磁兼容（EMI）濾波器。其電路路如圖2-1所示。圖2-1輸入端抑抑制傳導(dǎo)導(dǎo)干擾電電路（EMI）第一節(jié)開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)電源的的干擾特特性及其其抑制措措施該濾波器器是一典典型的低低通濾波波器，使使開(kāi)關(guān)電電源產(chǎn)生生的一些些高頻脈脈沖干擾擾經(jīng)過(guò)它它后得到到極大的的衰減，能較好好的濾除除來(lái)源于于電網(wǎng)或或者傳入入電網(wǎng)的的干擾，使其符符合FCC、CE、VDE等等標(biāo)準(zhǔn)。圖中L901、L902為共共模扼流流圈，它它是繞在在同一磁磁環(huán)上的的兩只獨(dú)獨(dú)立的線線圈，圈圈數(shù)相同同，繞向向相反，在磁環(huán)環(huán)中產(chǎn)生生的磁通通相互抵抵消，磁磁芯不會(huì)會(huì)飽和

12、，主要抑抑制共模模干擾，感值愈愈大對(duì)低低頻干擾擾抑制效效果愈佳佳。這樣樣繞制的的濾波電電感抑制制共模干干擾的性性能大大大提高。L901、L902分別別選擇感感值為2.0mH和15mH的共模模扼流圈圈。C901、C902為為共模電電容，主主要抑制制差模干干擾，即即火線和和零線分分別與地地之間的的干擾。電容值值愈大對(duì)對(duì)低頻干干擾抑制制效果愈愈好，在在這里選選用102PF/250V。C903、C904為為差模電電容，主主要抑制制共模干干擾，即即抑制火火線和零零線之間間的干擾擾。電容容值愈大大對(duì)低頻頻干擾抑抑制效果果愈佳，在這里里選用0.47uF/300V。有有時(shí)為了了降低成成本也可可將C904省省去

13、。圖中CN901為插座座，接電電網(wǎng)電壓壓。F901為為保險(xiǎn)絲絲，電路路中采用用了規(guī)格格為2A/250V的的保險(xiǎn)絲絲，它在在高壓時(shí)時(shí)熔斷，可防止止設(shè)備在在突發(fā)的的高壓時(shí)時(shí)引起的的破壞。NR901為為負(fù)溫度度系數(shù)熱熱敏電阻阻，開(kāi)機(jī)機(jī)瞬間溫溫度低，阻抗大大，防止止電流對(duì)對(duì)回路的的浪涌沖沖擊。常常溫下其其規(guī)格為為5A/5。R901、R902對(duì)抗干干擾電容容起泄放放作用，可于關(guān)關(guān)機(jī)后迅迅速消耗耗掉C903儲(chǔ)儲(chǔ)存的電電能，防防止帶電電損耗元元件。它它們的規(guī)規(guī)格都為為1M，一般般采用金金屬釉材材料。圖1-2輸出端端抑制傳傳導(dǎo)干擾擾電路輸出端的的干擾抑抑制，主主要也是是靠高頻頻濾波器器，電路路圖如下下所示：

14、濾波電感感由于工工作在直直流大電電流狀態(tài)態(tài)下，磁磁芯在較較大的磁磁場(chǎng)強(qiáng)度度下工作作，容易易包含，一旦飽飽和，電電感即失失去濾波波作用。因此必必須采用用飽和磁磁場(chǎng)強(qiáng)度度很大的的恒磁磁心，如如鐵鎳鉬鉬磁粉芯芯等金屬屬磁芯。2由于輸出出干擾的的頻譜相相當(dāng)豐富富，從幾幾十赫茲茲到幾十十兆赫茲茲均含分分量。由由于在高高頻的情情況下，濾波電電容等效效由純電電容（C）、等等效串聯(lián)聯(lián)電阻（RES）和和等效串串聯(lián)電感感（LES）構(gòu)構(gòu)成的串串聯(lián)電路路。在工工作頻率率f超過(guò)過(guò)電容器器的自諧諧振頻率率fr時(shí)時(shí)，電容容器就起起到電感感的作用用。1.2輻射干擾擾及其抑抑制措施施從空間傳傳入的干干擾稱為為輻射干干擾，一一般

15、是指指耦合干干擾，即即干擾能能量通過(guò)過(guò)空間介介質(zhì)進(jìn)行行近場(chǎng)感感應(yīng)。由由于開(kāi)關(guān)關(guān)電源一一般工作作在低壓壓大電流流情況下下，因而而磁場(chǎng)干干擾大于于電場(chǎng)干干擾。主主要由開(kāi)開(kāi)關(guān)變壓壓器的漏漏感、開(kāi)開(kāi)關(guān)功率率管在開(kāi)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換換時(shí)的大大電流脈脈沖、開(kāi)開(kāi)關(guān)二極極管反向向恢復(fù)的的硬特性性等引起起。輻射干擾擾的抑制制主要靠靠屏蔽。對(duì)電場(chǎng)場(chǎng)可采用用導(dǎo)電良良好的材材料，而而磁場(chǎng)屏屏蔽則應(yīng)應(yīng)采用導(dǎo)導(dǎo)磁率較較高的材材料。在在本文中中就不作作詳細(xì)論論述。抑制干擾擾最有效效的方法法，是盡盡量減少少干擾源源的干擾擾能量。對(duì)開(kāi)關(guān)關(guān)電源變變壓器要要減少其其漏感，并選擇擇開(kāi)關(guān)參參數(shù)優(yōu)良良的晶體體管和軟軟恢復(fù)的的開(kāi)關(guān)二二極管。值大的濾

16、濾波電容容對(duì)低頻頻干擾比比較敏感感，相反反，值小小的濾波波電容吸吸收高頻頻干擾的的效果比比較好。因此不不能光采采用大電電解電容容濾波C923，還必必須加接接自諧振振頻率很很高的電電容器C924。此外，輸輸出干擾擾的幅度度還與PCB板板的布線線有很大大關(guān)系，不合理理的布線線往往會(huì)會(huì)使干擾擾幅度大大幾倍，尤其是是接地點(diǎn)點(diǎn)的安排排特別重重要。2.1PWM控控制器SG6841簡(jiǎn)簡(jiǎn)介目前，開(kāi)開(kāi)關(guān)電源源的集成成化與小小型化已已成為現(xiàn)現(xiàn)實(shí)，早早期的PWMIC大大多采用用UC384X系列（如UC3842、UC3843），但由由于新產(chǎn)產(chǎn)品越來(lái)來(lái)越積體體化及環(huán)環(huán)保和安安規(guī)要求求越來(lái)越越嚴(yán)苛的的趨勢(shì)下下，出現(xiàn)現(xiàn)了3

17、84XG及684X等等具有GreenFunction的IC。GreenFunction為環(huán)環(huán)保功能能的意思思，亦稱稱之為Blue Angel，其要要求是在在滿載70W以以下的電電源產(chǎn)品品，當(dāng)負(fù)負(fù)載沒(méi)有有輸出功功率的情情況下，輸入電電源仍照照常供應(yīng)應(yīng)時(shí)，電電路消耗耗功率必必需小于于1W以以下。SG6841是是由SystemGeneral崇貿(mào)科科技開(kāi)發(fā)發(fā)的一款款高性能能固定頻頻率電流流模式控控制器，專為離離線和DCDC變換換器應(yīng)用用而設(shè)計(jì)計(jì)。它屬屬于電流流型單端端PWM調(diào)制器器，具有有管腳數(shù)數(shù)量少、外圍電電路簡(jiǎn)單單、安裝裝調(diào)試簡(jiǎn)簡(jiǎn)便、性性能優(yōu)良良、價(jià)格格低廉等等優(yōu)點(diǎn)，可精確確地控制制占空比比，實(shí)現(xiàn)

18、現(xiàn)穩(wěn)壓輸輸出，還還擁有低低待機(jī)功功耗和眾眾多保護(hù)護(hù)功能，所以，為設(shè)計(jì)計(jì)人員提提供只需需最少的的外部元元件就能能獲得成成本效益益高的解解決方案案，在實(shí)實(shí)際中得得到廣泛泛的應(yīng)用用。SG6841有下下列性能能特點(diǎn)：第二節(jié)脈脈寬調(diào)制制控制器器SG6841在無(wú)負(fù)載載和低負(fù)負(fù)載時(shí)時(shí)時(shí)，PWM的的頻率會(huì)會(huì)線性降降低進(jìn)入入待機(jī)模模式以實(shí)實(shí)現(xiàn)低功功耗，同同時(shí)提供供穩(wěn)定的的輸出電電壓。由于采用用BiCMOS，啟動(dòng)動(dòng)電流和和正常工工作電流流減少到到30A和3mA，因此可可大大提提高電源源的轉(zhuǎn)換換效率。SG6841是是固定頻頻率的PWM控控制器，它的工工作頻率率通過(guò)一一個(gè)外接接電阻來(lái)來(lái)決定，改變電電阻值可可輕易改改變

19、頻率率。內(nèi)建同步步斜率補(bǔ)補(bǔ)償電路路，可保保證連續(xù)續(xù)工作模模式下電電流回路路的穩(wěn)定定性。內(nèi)建電壓壓補(bǔ)償電電路可在在一個(gè)較較大的AC輸入入范圍內(nèi)內(nèi)實(shí)現(xiàn)功功率限制制控制，并提供供過(guò)載、短路保保護(hù)功能能。此外外，還設(shè)設(shè)有低電電壓鎖定定（UVLO）功能，使工作作更穩(wěn)定定、可靠靠。可通過(guò)外外接一個(gè)個(gè)負(fù)溫度度系數(shù)熱熱敏電阻阻（NTCR）來(lái)傳感感環(huán)境溫溫度以實(shí)實(shí)現(xiàn)過(guò)溫溫保護(hù)，也可利利用該功功能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)過(guò)壓保保護(hù)。具有圖騰騰柱（即即推拉輸輸出電路路）輸出出極，可可實(shí)現(xiàn)良良好的EMI。其最大大輸出電電壓鉗位位在18V。常見(jiàn)的SG6841有有8腳DIP和和SO兩兩種封裝裝，其各各引腳功功能分別別如下所所示：GND：接

20、地。FB：反反饋電壓壓輸入端端。用于于提供PWM調(diào)調(diào)節(jié)信息息，PWM占空空比就是是由它控控制。Vin：?jiǎn)?dòng)電電流輸入入端。SG6841開(kāi)開(kāi)始工作作必須在在該端要要提供一一個(gè)啟動(dòng)動(dòng)電壓。RI：參參考設(shè)置置端。通通過(guò)連接接一個(gè)電電阻接地地來(lái)為SG6841提提供一個(gè)個(gè)恒定的的電流，改變電電阻阻值值將改變變PWM的頻率率。RT：溫溫度保護(hù)護(hù)端。該該端輸出出一個(gè)恒恒定的電電流。在在該端接接一NTCR接接地來(lái)傳傳感溫度度，當(dāng)該該端電壓壓下降到到一定值值時(shí)會(huì)啟啟動(dòng)過(guò)溫溫保護(hù)。在本設(shè)設(shè)計(jì)中，該功能能被用于于高壓保保護(hù)。Sense：電電流傳感感端。當(dāng)當(dāng)該端電電壓達(dá)到到一個(gè)閾閾值時(shí)芯芯片會(huì)停停止輸出出,從而而實(shí)現(xiàn)

21、過(guò)過(guò)流保護(hù)護(hù)。VDD：電源供供電端。Gate：PWM脈沖沖輸出端端。圖騰騰柱（即即推拉輸輸出電路路）輸出出極驅(qū)動(dòng)動(dòng)功率開(kāi)開(kāi)關(guān)管。振蕩器SG6841的PWM頻率范圍圍為50KHz100KHz。RI端通過(guò)連連接一個(gè)個(gè)電阻Ri接地來(lái)為為SG6841提供一個(gè)個(gè)恒定的的電流，改變電電阻阻值值將改變變PWM的頻率。2.2SG6841內(nèi)部部結(jié)構(gòu)與與工作原原理圖2-1 SG6841內(nèi)部部框圖在本設(shè)計(jì)計(jì)中，取取Ri24k，SG6841的PWM頻頻率為70.42kHz。2）欠壓鎖定定SG6841采采用了欠欠壓鎖定定比較器器來(lái)保證證輸出級(jí)級(jí)被驅(qū)動(dòng)動(dòng)之前，集成電電路已完完全可用用。欠壓壓鎖定回回路其實(shí)實(shí)質(zhì)是一一個(gè)滯回

22、回比較器器，以防防止在通通過(guò)它們們各自的的門(mén)限時(shí)時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)錯(cuò)誤的輸輸出動(dòng)作作。它的的開(kāi)啟電電壓為16V，關(guān)閉電電壓為10V。在啟動(dòng)動(dòng)過(guò)程中中，比較較器反向向輸入端端為16V，當(dāng)當(dāng)VDD16V時(shí)，比較器器輸出為為低電平平，SG6841無(wú)法法工作。當(dāng)VDD升到到16V時(shí)，欠欠壓鎖定定器輸出出為高電電平，SG6841正正常工作作，同時(shí)時(shí)MOS管導(dǎo)通通，使比比較器反反向輸入入端為10V。當(dāng)VDD下降降至10V時(shí)，欠壓鎖鎖定器的的輸出回回到低電電平，整整個(gè)電路路停止工工作。SG6841的的7腳端端設(shè)置了了一個(gè)32V的的齊納二二極管，保證內(nèi)內(nèi)部電路路絕對(duì)工工作在32V以以下，以以防電壓壓過(guò)高損損壞芯片片。3

23、）輸出部分分SG6841的的8腳為為輸出腳腳，它是是一個(gè)單單圖滕柱柱輸出級(jí)級(jí)，專門(mén)門(mén)設(shè)計(jì)用用來(lái)直接接驅(qū)動(dòng)功功率MOSFET的，具有降降低熱損損耗、提提高效率率和增強(qiáng)強(qiáng)可靠性性的作用用。在芯芯片內(nèi)部部有一18V的的穩(wěn)壓管管與Gate端端相連使使輸出電電壓鉗位位在18V，可可保護(hù)MOSFET免免被擊穿穿。通過(guò)過(guò)控制PWM脈脈沖的上上升與下下降時(shí)間間，可有有效減少少開(kāi)關(guān)噪噪聲，提提高電源源的EMI，并并提供穩(wěn)穩(wěn)定的MOSFET管管Gate極驅(qū)驅(qū)動(dòng)。在在1.0nF負(fù)負(fù)載時(shí)，它能提提供高達(dá)達(dá)1.0A的的峰值驅(qū)驅(qū)動(dòng)電流流和典型型值為250ns的上上升時(shí)間間和50ns的的下降時(shí)時(shí)間。還還附加了了一個(gè)內(nèi)內(nèi)部電

24、路路，使得得任何時(shí)時(shí)候只要要欠壓鎖鎖定有效效，輸出出就進(jìn)入入灌模式式，這個(gè)個(gè)特性使使外部下下拉電阻阻不再需需要。4）電流取取樣比較較器和脈脈沖調(diào)制制鎖存器器SG6841作作為電流流模式控控制器工工作，輸輸出開(kāi)關(guān)關(guān)導(dǎo)通由由振蕩器器開(kāi)始振振蕩起始始，當(dāng)峰峰值電感感電流到到達(dá)FB反饋端端電平時(shí)時(shí)終止。這樣在在逐周基基礎(chǔ)上誤誤差信號(hào)號(hào)控制峰峰值電感感電流。所用的的電流取取樣比較較器-脈脈寬調(diào)制制鎖存配配置確保保在任何何一定的的振蕩周周期內(nèi)，僅有一一個(gè)單脈脈沖出現(xiàn)現(xiàn)在輸出出端。電感電流流通過(guò)插插入一個(gè)個(gè)與輸出出開(kāi)關(guān)Q901的源極極串聯(lián)的的以地為為參考的的取樣電電阻Rs轉(zhuǎn)換成成電壓。此電壓壓由電流流取樣輸

25、輸入端Pin6 Sense監(jiān)視，并與來(lái)來(lái)自Pin2FB端端電平相相比較。通常取取樣電阻阻Rs為為一小電電阻。在在正常的的工作條條件下，峰值電電感電流流由管腳腳1上的的電壓控控制，其其中：Ipk=（VFB1.0V）/3RS其中，VFB為為FB端端電壓，1.0V為在在兩個(gè)二二極管上上的壓降降，1/3為經(jīng)經(jīng)兩個(gè)電電阻后的的分壓比比。當(dāng)電源輸輸出過(guò)載載或者如如果輸出出電壓取取樣丟失失時(shí)，異異常的工工作條件件將出現(xiàn)現(xiàn)。在這這些條件件下，電電流取樣樣比較器器門(mén)限將將被內(nèi)部部箝位至至0.85V。因此最最大峰值值開(kāi)關(guān)電電流為：Ipk（max）=0.85V/Rs當(dāng)輸輸入電壓壓很大時(shí)時(shí)，取樣樣電流將將非常小小，這

26、時(shí)時(shí)可通過(guò)過(guò)高壓補(bǔ)補(bǔ)償回路路來(lái)調(diào)節(jié)節(jié)。在電電路中，通過(guò)R904與R905（均為1M來(lái)來(lái)提高Sense端電電平，實(shí)實(shí)現(xiàn)高壓壓補(bǔ)償。當(dāng)負(fù)載短短路或其其它原因因引起功功率管電電流增加加，并使使取樣電電阻Rs上的電電壓升高高。當(dāng)Sense端的的電壓達(dá)達(dá)到0.85V時(shí)，RS觸發(fā)發(fā)器的R端輸入入為低電電平，從從而Q非非輸出低低電平，SG6841即停止止脈沖輸輸出，可可以有效效的保護(hù)護(hù)功率管管不受損損壞，從從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)過(guò)流保保護(hù)。由由此可得得Ipk（max）0.85V/Rs，改變Rs值即即可改變變其最大大的輸出出功率。在本設(shè)設(shè)計(jì)中取取Rs0.3，可可得Ipk（max）2.83A。在SG6841的Sense端產(chǎn)

27、生生的噪聲聲會(huì)引起起PWM輸出脈脈沖的不不穩(wěn)定。在芯片片內(nèi)部Sense端經(jīng)經(jīng)過(guò)一個(gè)個(gè)斜率補(bǔ)補(bǔ)償電路路后，才才接至比比較器同同相輸入入端，這這能有效效地降低低噪聲的的影響。良好的的PCB布線和和避免元元件管腳腳太長(zhǎng)也也有利于于減少噪噪聲。而而在UC3841的應(yīng)應(yīng)用電路路中則需需要在Sense端增增加一個(gè)個(gè)RC濾濾波器來(lái)來(lái)解決同同樣的問(wèn)問(wèn)題，可可見(jiàn)SG6841的功功能更強(qiáng)強(qiáng)，外圍圍電路更更簡(jiǎn)單。當(dāng)SG6841正常工工作時(shí)，其內(nèi)部部振蕩器器產(chǎn)生振振蕩信號(hào)號(hào)，此信信號(hào)一路路直接加加到圖騰騰柱電路路的輸入入端，另另一路加加到PWM脈寬寬調(diào)制RS觸發(fā)發(fā)器的S端，RS型PWM脈脈寬調(diào)制制器的R端接電電流檢測(cè)

28、測(cè)比較器器輸出端端。當(dāng)峰峰值電感感電流未未達(dá)到FB反饋饋端電平平時(shí)，比比較器輸輸出低電電平，此此時(shí)R端端為低電電平，Q非端輸輸出低電電平；當(dāng)當(dāng)峰值電電感電流流達(dá)到FB反饋饋端電平平時(shí)，比比較器輸輸出高電電平，此此時(shí)R端端為高電電平，Q非端輸輸出高電電平?？煽梢?jiàn)，F(xiàn)B端電電壓越高高，Q非非端脈沖沖越寬，同時(shí)Gate端輸出出脈寬也也越寬（占空比比增大）；FB端電壓壓越低，Q非端端脈沖越越窄，同同時(shí)Gate端端輸出脈脈寬也越越窄（占占空比變變?。?，從而實(shí)實(shí)現(xiàn)PWM控制制，使輸輸出電壓壓穩(wěn)定。2.3SG6841的啟啟動(dòng)與供供電SG6841需需要在啟啟動(dòng)時(shí)給給Pin3Vin提提供一一30A的啟啟動(dòng)電流流

29、以使芯芯片進(jìn)行行有效的的自舉。在電路路中，將將Pin3通通過(guò)兩個(gè)個(gè)1M的電阻阻接至PFC級(jí)級(jí)的DC輸出端端，便可可在AC輸入90V264V的范范圍內(nèi)實(shí)實(shí)現(xiàn)SG6841的有有效啟動(dòng)動(dòng)。在SG6841正常工工作后，其Pin7VDD端必須須提供10V30V電壓為為芯片供供電。2.4高高壓保護(hù)護(hù)電路SG6841的的Pin5RT端恒恒定輸出出一電流流IRT：IRT2（1.3V/Ri）RT端可串聯(lián)聯(lián)一負(fù)溫溫度系數(shù)數(shù)的熱敏敏電阻（NTCR）接地，RNTC隨溫度上上升而降降低，這這時(shí)當(dāng)IRTRNTC2.5V,則TL431內(nèi)部比較較器的輸輸出高電電平從而而使NPN管導(dǎo)通。IC902即光電耦耦合器的的2腳電位隨隨

30、著降低低，顯然然這種變變化勢(shì)必必會(huì)使得得流過(guò)光光電耦合合器的發(fā)發(fā)光二極極管的電電流有所所增大。由于光光電耦合合器PC123Y24P的CTR（電流傳感感系數(shù)即即流過(guò)發(fā)發(fā)光二極極管的電電流與流流過(guò)光敏敏三極管管的電流流的比值值）1，使得從從PC123Y24P中的光敏敏三極管管的4腳流過(guò)的的電流也也有所增增大，這這導(dǎo)致SG6841PIN2FB端電壓降降低，于于是PIN6 Gate端的輸出出脈沖占占空比變變小，使使次級(jí)輸輸出電壓壓降低，所以達(dá)達(dá)到降壓壓的目的的。輸出出端電壓下降；同理，當(dāng)輸出出端電壓壓降低時(shí)時(shí)，TL431內(nèi)部比較較器的輸輸出低電電平從而而使NPN管截止，從而使得流過(guò)過(guò)光電耦耦合器的的發(fā)

31、光二二極管的的電流減減小，可使SG6841PIN2FB端電壓升高高，于是是PIN6 Gate端的輸出出脈沖占占空比變變大，輸出電電壓上升升。此外，由由R936、C929組成阻抗抗匹配電電路，起起到高頻頻補(bǔ)償作作用。電壓輸出出端12V電壓壓由R925和和R926分壓壓后輸入入TL431的的REF端，其其中R925的的阻值為為4.3K，R926的阻值值為2.4K。當(dāng)電源源正常工工作時(shí)，輸出5V的電電壓經(jīng)分分壓后剛剛好為2.5V輸入TL431。（Mitsubishi TV電源電路路圖）Royer回路 全橋式回路 第二章Inverter原理以前，我我們公司司的INVERTER設(shè)計(jì)大部部分還是是采用傳傳

32、統(tǒng)的Royer回路，而而Mitsubishi TV則采用一一種全橋橋式的電電路。下面我來(lái)來(lái)簡(jiǎn)單地地介紹一一下Royer回路與全全橋式回回路的不不同工作作原理：Royer回路是根根據(jù)通過(guò)過(guò)啟動(dòng)電電阻R224/R225提供開(kāi)關(guān)關(guān)晶體管管的基極極電流使使其通、斷工作作，并利利用變壓壓器的飽飽和特性性，要求求采用矩矩形磁滯滯回線的的鐵芯，這種變變換器的的電路結(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單，使用時(shí)鐵鐵芯飽和和，不僅僅鐵芯損損耗大，而且晶晶體管在在截止前前出現(xiàn)較較大IC峰值電流流，開(kāi)關(guān)關(guān)管損耗耗大。適適用于幾幾十W輸出功率率的電源源，目前前我們采采用Royer電路的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化效率率大約為為7585。(1)全橋式電電路是采采用4

33、個(gè)開(kāi)關(guān)晶晶體管Q1/Q2和Q3/Q4接成橋路路，采用用Q1/Q4和Q2/Q3交替通/斷工作，變壓器器初級(jí)繞繞組上施施加交流流電壓的的方式，適用從從幾十W到幾千W的輸出功功率，由由于它采采用了零零電壓切切換方式式，因此此開(kāi)關(guān)管管的功率率損耗很很小，其其轉(zhuǎn)化效效率大約約在80以上。第一節(jié)全橋式回回路工作作原理傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)關(guān)管與采采用零電電壓切換換開(kāi)關(guān)晶晶體管的的差異，如下圖圖：Stage0:初始狀態(tài)時(shí)Q1=On;Q4=On電流方向：Q1TrC1Q4GND Stage1:Q1=Off;D(Q2)=On;Q4=On;當(dāng)Q1Off時(shí)，由于變壓器一次側(cè)存在自感電壓，使得變壓器一次側(cè)的電流不能立即中斷，故當(dāng)Q1

34、=Off時(shí)，Q2自身的二極管D被打開(kāi)，此時(shí)電流方向：GNDQ2TrC1Q4 Stage2:Q2=On;Q4=On,當(dāng)Q2自身二極管被打開(kāi)時(shí)，在二極管的Source和Drain之間電壓大約為VDS0.7V，這時(shí)Q2晶體管被打開(kāi)，因此，Q2開(kāi)關(guān)晶體管有零電壓切換功能。此時(shí)電流方向：Q2TrC1Q4GND Stage3:Q2=On;Q4=Off;DQ3=On,此時(shí)，由于變壓器一次側(cè)的電流不能立即中斷，只能打開(kāi)Q3自身二極管進(jìn)行續(xù)流，電流流向：GNDQ2TrC1 DQ3 Stage4:Q3=On;Q2=On,當(dāng)DQ3=On,開(kāi)關(guān)晶體管Q3的Source和Drain之間的電壓VDS=-0.7V,這時(shí)開(kāi)關(guān)

35、晶體管Q3被打開(kāi)，因此，晶體管Q3具有零電壓切換功能。電流流向：Q3C1TrQ2GND Stage5:Q2=Off;DQ1=On;Q3=On,當(dāng)Q2=Off時(shí) 由于變壓器一次側(cè)存在自感電壓，使得變壓器一次側(cè)的電流不能立即中斷，故當(dāng)Q2=Off時(shí)，Q1自身的二極管D被打開(kāi)，電流流向：Q3C1Tr DQ1Q3 Stage6:Q1=On;Q3=On, 開(kāi)關(guān)晶體管Q3的Source和Drain之間的電壓VDS=-0.7V,這時(shí)開(kāi)關(guān)晶體管Q3被打開(kāi)，因此，晶體管Q3具有零電壓切換功能。 Stage7:Q1=On;Q3=Off;DQ4=On, 當(dāng)Q3=Off時(shí) 由于變壓器一次側(cè)存在自感電壓，使得變壓器一次

36、側(cè)的電流不能立即中斷，故當(dāng)Q2=Off時(shí)，Q4自身的二極管D被打開(kāi)，電流流向：GND DQ4C1TrQ1 Stage 8: 開(kāi)關(guān)晶體管Q4的Source和Drain之間的電壓VDS=-0.7V,這時(shí)開(kāi)關(guān)晶體管Q4被打開(kāi)，因此，晶體管Q4具有零電壓切換功能。電流流向：Q1TrC1Q4GND 第二節(jié)OZ960應(yīng)用分析析1.PIN1為CTIMR:此PIN外接一個(gè)個(gè)大約為為1uF電容到地地，當(dāng)OVP腳PIN的電壓達(dá)達(dá)到2.0V時(shí)，第一一PIN的IC內(nèi)部開(kāi)關(guān)關(guān)被打開(kāi)開(kāi)，一個(gè)個(gè)為3.0uA電流對(duì)電電容C239進(jìn)行充電電，當(dāng)CTIMR電壓達(dá)到到3V時(shí)，IC啟動(dòng)內(nèi)部部的保護(hù)護(hù)功能，這時(shí)IC就被關(guān)閉閉，通過(guò)過(guò)選

37、擇C239電容的值值應(yīng)可以以確定IC被保護(hù)的的一個(gè)時(shí)時(shí)間點(diǎn)，下面就就來(lái)說(shuō)說(shuō)說(shuō)如何計(jì)計(jì)算IC的保護(hù)時(shí)時(shí)間點(diǎn)：因?yàn)镼=I*t=V*C=t=(V*C)/I當(dāng)C239電壓被沖沖到3v,C239=1uF時(shí),t=(3v*1uF)/3.0uA=1秒2.PIN2為OVP:此PIN為過(guò)電壓壓保護(hù)PIN，輸出電壓壓被反饋饋到這一一PIN上，當(dāng)燈燈管被OPEN或是燈管管壞掉時(shí)時(shí)，OVP的電壓就就會(huì)升到到2V，此時(shí)CTIMR電容被充充電，當(dāng)當(dāng)CTIMR被充到3V時(shí)，IC就會(huì)啟動(dòng)動(dòng)內(nèi)部的的保護(hù)功功能，IC停止工作作。下面就來(lái)來(lái)計(jì)算如如下圖2所示電圖圖V0到底多大大才能使使OVP腳到達(dá)2V。V1C4/(C4+C6)*V0

38、V1=VOVP+VD=2.0+0.7=2.7VV0=(C4+C6)/C4*V1=(12p+18n)/12p*2.7=4100VP-P也就是說(shuō)說(shuō)只有輸輸出電壓壓的峰峰值達(dá)達(dá)到大于于4100以上時(shí)，OVP電壓才能能到達(dá)2V。圖2中R207/C204為峰值檢檢測(cè)電路路，其C204有對(duì)電壓壓起到平平滑的作作用。3.PIN3為ENA：IC啟動(dòng)電路路，當(dāng)ENA1.5V=IC=On當(dāng)ENAIC=Off如下圖3所示，其其中C8的作用是是讓ENA腳慢慢地地升到1.5V,電容C8充電從0V到1.5V大約需要要0.6mS4.PIN4為SST:該P(yáng)IN做為軟啟啟動(dòng)，接接聯(lián)一個(gè)個(gè)電容C221到地提供供一個(gè)軟軟啟動(dòng)功功能

39、，當(dāng)當(dāng)INVERTER啟動(dòng)時(shí)，它提供供一個(gè)6uA的電流對(duì)對(duì)C221進(jìn)行充電電，SST的電壓不不斷的上上升，變變壓器一一次測(cè)的的Duty也慢慢的的增大，即輸出出電壓隨隨著SST電壓的上上升而上上升，當(dāng)當(dāng)輸出電電壓增加加到啟動(dòng)動(dòng)電壓時(shí)時(shí)，燈管管被打開(kāi)開(kāi)，這就就減少了了在啟動(dòng)動(dòng)時(shí)的沖沖擊電流流，避免免了對(duì)INVERTER零件和CCFL燈管在Turn-On時(shí)不必要要的損壞壞。如下下圖4所示，另另外Q201和Q202的作用是是在輸入入低壓時(shí)時(shí)能夠重重新進(jìn)行行軟啟動(dòng)動(dòng)，其原原理是：當(dāng)輸入入電壓VIN變小時(shí)，IC停止工作作，且Q201基極電壓壓變得很很低，此此時(shí)Q201工作在截截止區(qū)，這時(shí)Q202基極電壓壓

40、升高為為VDD，Q202導(dǎo)通，SST電位被拉拉低約為為0V，當(dāng)INVERTER輸入電壓壓又恢復(fù)復(fù)到較高高如12V時(shí)，ZD904電流增大大，Q201的基極電電位被升升高一定定值時(shí)，Q201導(dǎo)通，接接著Q202基極電位位被拉低低較低時(shí)時(shí)，Q202又截止，此時(shí)，IC內(nèi)部一個(gè)個(gè)6uA的電流對(duì)對(duì)C221進(jìn)行充電電，當(dāng)充充到一定定值時(shí)，隨著變變壓器二二次側(cè)電電壓不斷斷升高，升到啟啟動(dòng)電壓壓時(shí)，燈燈管又被被點(diǎn)亮，故此電電路是一一個(gè)重新新軟啟動(dòng)動(dòng)的回路路。在正常啟啟動(dòng)或是是在燈管管開(kāi)路和和壞掉等等不正常常情況來(lái)來(lái)分析SST/OUT/FB/CMP的波形。5.PIN7為REF:此PIN輸出2.5V的基準(zhǔn)時(shí)時(shí)壓，因

41、因電壓不不太穩(wěn)定定，故通通常不連連到任何何電路中中，只在在此PIN串一個(gè)電電容。6.PIN8為RT1:此PIN串一電阻阻為INVERTER啟動(dòng)時(shí)提提供一個(gè)個(gè)更高頻頻率的輸輸出頻率率以便讓讓啟動(dòng)電電壓更高高。在啟啟動(dòng)時(shí)該該P(yáng)IN與RT和CT共同決定定輸出電電壓的頻頻率。在在啟動(dòng)時(shí)時(shí)，RT1在IC內(nèi)部被連連接到地地，此時(shí)時(shí)RT=R217/R245IC輸出頻率率FS=(70*104)/(RTK*C220pF)當(dāng)正常工工作后RT1與IC內(nèi)部地?cái)鄶嚅_(kāi)，此此時(shí)IC輸出頻率率FP=(70*104)/(R217K*C220pF)又因?yàn)镽TFP即啟動(dòng)頻頻率大于于工作頻頻率。7.PIN9為FB;此PIN接受一個(gè)個(gè)

42、半波整整流平均均電壓，這個(gè)電電壓可以以決定燈燈管輸出出電流通通過(guò)一個(gè)個(gè)Sense電阻R258,FB的反饋電電壓與IC內(nèi)部一個(gè)個(gè)1.25V的基準(zhǔn)電電壓進(jìn)行行比較，內(nèi)部誤誤差放大大器輸出出腳CMP用來(lái)控制制Powermosfetdrive脈沖方波波的移位位來(lái)調(diào)整整變壓器器一次側(cè)側(cè)的Duty,就這樣燈燈管電流流不斷地地被調(diào)整整。以便便當(dāng)DIM為定值時(shí)時(shí)，能夠夠輸出一一個(gè)較穩(wěn)穩(wěn)定的電電流。PIN10為頻率補(bǔ)補(bǔ)嘗腳，它是IC內(nèi)部誤差差放大器器的輸出出端通過(guò)過(guò)一個(gè)電電容C11（大約為560pF）與FB腳進(jìn)行連連接作為為反饋回回路的補(bǔ)補(bǔ)嘗（該該頻率補(bǔ)補(bǔ)嘗電路路實(shí)際是是一個(gè)積積分電路路，詳見(jiàn)見(jiàn)清華大大學(xué)編寫(xiě)寫(xiě)的模擬擬電子技技術(shù)基礎(chǔ)礎(chǔ)P332頁(yè)），COM腳控制Powermosfetdrive脈沖方波波的移位位來(lái)調(diào)整整燈管電電流。在在燈管啟啟動(dòng)時(shí)，此PIN的電壓是是個(gè)高電電位（大大于2.75V），因?yàn)樵趩?dòng)時(shí)沒(méi)沒(méi)有燈管管電流被被檢測(cè)到到，這樣樣FB是個(gè)低電電位，當(dāng)當(dāng)燈管點(diǎn)點(diǎn)燃后，F(xiàn)B腳電位上上升且CMP電位下降降到正常常的工作作電位，在正常常工作時(shí)時(shí)，CMP也提供一一個(gè)觸發(fā)發(fā)信號(hào)為為燈管開(kāi)開(kāi)路保護(hù)護(hù)