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海信TLM47V88GP液晶彩电电源电路原理分析1、电源结构框架图:2、各个功能模块的介绍:(1)待机电源部分:主控芯片采用安森美公司的NCP1207A,外置800V/3A的MOS管FQPF3N80C,开关变压器为T802。NCP1207A为准谐振控制芯片,其启动过程:交流100240V输入电压经整流桥整流后,经整流二极管VD811、电阻R826、R989进入N803(NCP1207A)的8脚(HV)端,在NCP1207A的内部通过一直流源电路给6脚(VCC)充电。当Vcc电平达到芯片启动电平时,NCP1207A开始工作。当待机5V(5V_S)无正常输出时,首先用示波器检测NCP1207A的Vcc供电是否正常,如果Vcc供电出现锯齿波,请检测待机电源是否开路。本待机部分产生待机5V_S电压和主5V_M电压,待机5V_S电压与5V_M电压通过一开关V813连接,12V输出作为主5V的开关控制。(2)PFC部分:PFC(PowerFactorCorrection)即功率因数校正,主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高,说明电能的利用效率越高,该部分的作用能够使输入电流跟随输入电压的变换。从电路上讲,整流桥后大滤波电解的电压将不再随着输入电压的变化而变化,而是一个恒定值。PFC部分主控芯片采用安森美公司的NCP1653A,NCP1653A为定频、电流模式PFC控制器,为有效驱动,需要中高功率(100W至3KW)的连续导电模式(CCM)升压转换器设计。除通常的固定输出电压控制外,它还以输出电压跟踪输入电压的形式工作,称为跟随升压。NCP1653A尽管结构简单(8引脚封装),但具有许多较复杂控制器所含的功能:平均电流模式或电压模式控制、软启动、Vcc滞后欠压闭锁、欠压、过压和过载保护,以及滞后热关机等。引脚功能说明:1脚:FB/SD-反馈/关断(1)该点正常电压范围在2.5V以下,在该脚加一个电容到地滤波(一般取102即可),在恒定电压输出时,输出电压为Iref*Rfb+VPIN1。由于Vpin1是2.5V以下,可以忽略不计,Iref为204A(误差范围192208A);(2)当由于某种原因输出电压升高(过压情况出现),输出电压高到1.07倍原来设定电压时,7脚驱动关断,输出电压回落,起到过压保护作用;(3)输出电压低,例如:Rfb断开(开路),此时1脚电压变低,关掉芯片的条件:当流入1脚的电流低于Iref的8%时,也就是说如果Rfb断开时,该芯片不工作。2脚:Vcontrol-控制电压/软启动(1)控制电压:(它最终表现为控制电流,参与控制5脚电压)上图反映了该点电压与Ifb的关系,同时需要在该脚增加一个电容到地滤波(一般取104即可用于软启动);(2)软启动:当该点电压为0V时,该芯片无输出;当开机时,该点电压慢慢升高,驱动输出的占空比可以慢慢变大,起到了软启动的效果。3脚:In-输入电压检测(感应)该引脚是提供一个输入电压的情况,该点电压与输入电压的有效值成比例,同时产生一个Ivac和4脚的输出电流一起相乘,达到3平方纳安时,出现过功率限制(过功率点)。4脚:CS-输入电流检测参考3脚的功率限制说明,同时具备如下功能。OCP(过流保护):当该点流出电流达到200A时,禁止驱动输出,这与电流采样电阻(Rcs)有关;该电流还参与5脚的电压控制,也就是调整输出功率。5脚:VM-芯片复用脚乘法器输出电压,该点电压波形如下:7脚:PFC驱动波形调制PFC电路部分的输入阻抗设置,与该脚对地电阻成比例。具有平均电流模式(该脚加电容到地)和峰值电流模式两种工作模式。8脚:VCC-IC的供电脚该芯片的工作电压范围可以在8.7518V,但是启动电压为12.2514.5V,所以在开机时,该点电压要保证在14.5V以上,以保证批量生产的可靠性。(3)LLC部分:随着开关电源的发展,软开关技术得到了广泛的发展和应用,已研究出了不少高效率的电路拓扑,主要为谐振型的软开关拓扑和PWM型的软开关拓扑。近几年来,随着半导体器件制造技术的发展,开关管的导通电阻、寄生电容和反向恢复时间越来越小,这为谐振变换器的发展提供了又一次机遇。对于谐振变换器来说,如果设计得当,能实现软开关变换,从而使得开关电源具有较高的效率。LLC谐振电路,是我们现在所说的LLC谐振半桥电路的一种通俗叫法,由于谐振时由两个L 及一个C 发生谐振,故称为LLC 电路,因此并非是三个英文单词首字母的缩写。上图给出了LLC谐振变换器的电路图和工作波形,图中包括两个功率MOSFET(S1和S2),其占空比都为0.5;谐振电容Cs,副边匝数相等的中心抽头变压器Tr,Tr的漏感Ls,激磁电感Lm,Lm在某个时间段也是一个谐振电感。因此,在LLC谐振变换器中的谐振元器件主要由谐振电容Cs、电感Ls和激磁电感Lm,半桥全波整流二极管D1和D2,输出电容Cf组成。LLC变换器的稳态工作原理如下:1、【t1,t2】当t=t1时,S2关断,谐振电流给S1的寄生电容放电,一直到S1上的电压为零,然后S1的体二极管导通。此阶段D1导通,Lm上的电压被输出电压箝位,因此,只有Ls和Cs参与谐振;2、【t2,t3】当t=t2时,S1在零电压的条件下导通,变压器原边承受正向电压,D1继续导通,S2及D2截止,此时Cs和Ls参与谐振,而Lm不参与谐振;3、【t3,t4】当t=t3时,S1仍然导通,而D1与D2处于关断状态,Tr副边与电路脱开,此时Lm、Ls和Cs一起参与谐振。因此,实际电路中,在这个阶段可以认为激磁电流和谐振电流都保持不变;4、【t4,t5】当t=t4时,S1关断,谐振电流给S2的寄生电容放电,一直到S2上的电压为零,然后S2的体二极管导通。此阶段D2导通,Lm上的电压被输出电压箝位,因此,只有Ls和Cs参与谐振;5、【t5,t6】当t=t5时,S2在零电压的条件下导通,Tr原边承受反向电压,D2继续导通,而S1和D1截止。此时仅Cs和Ls参与谐振,Lm上的电压被输出电压箝位,而不参与谐振;6、【t6,t7】当t=t6时,S2仍然导通,而D1和D2处于关断状态,Tr副边与电路脱开,此时Lm、Ls和Cs一起参与谐振。因此,实际电路中,在这个阶段可以认为激磁电流和谐振电流都保持不变。LLC谐振变换器是通过调节开关频率来调节输出电压的,也就是在不同的输入电压下,它的占空比保持不变,与不对称半桥相比,它的掉电维持时间特性比较好,可以广泛地应用在对掉电维持时间要求比较高的场合。
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