TCL 50HZ CRT新品彩电UL12A、US21A新电源原理介绍 (tcl tj-cro580-5)
编辑:rootadmin
ULA系列机型电源部分电路图
如图3所示，漏极最小电压是通过间接监测Vcc绕组电压而得。在正常工作期间，为了避免触发“过压保护”，由电阻Rsy1和Rsy2分得的同步信号峰值电压Vsypk应当小于“过压保护”电压（V），通常设置Vsypk比“过压保护”电压低3-4V。为了监测MOSFET导通的最佳时刻，同步电容（Csy）应当取合适的值从而使TR与TQ相等，如图5。TR与TQ计算方法如下其中，Lm是变压器初级电感，Ns和Na分别是输出绕组和Vcc绕组的线圈数。VFo和VFa分别是输出绕组和Vcc绕组二极管正向压降。Ceo是MOSFET的内部电容与外部电容Cr之和。&#;通常，准谐振变换器在宽负载范围应用时有一定的局限性，随着负载的减小开关频率会上升，在轻载条件下造成严重的开关损耗。为了克服这一缺点，FSCQRT具有延时谐振功能，图6为常规谐振模式与延时谐振模式的转化过程。&#;在常规谐振状态下，随着负载减轻开关频率上升，当频率超过kHz时进入延时谐振状态。如图7，当漏极电压第二次达到最小值时MOSFET导通，从而降低了开关频率。一旦FSCQRT进入延时谐振状态，第一个同步信号被忽略，同步信号阈值由4.6V/2.6V分别变为3V/1.8V，MOSFET的导通时刻与第二个同步信号同步。随着负载的加大，当开关频率降至kHz的时候，FSCQRT重新回到常规谐振状态。3反馈：FSCQRT采用电流型反馈模式，如图8。通常用一个光藕（如HPC-2CP）和分流稳压器（TL）来组成反馈网络。反馈电压与Rsense两端电压加一个偏置电压的和相比较，就可以控制开关占空比。当TL的参考端电压高于内部参考电压2.5V时，流过光藕的电流就会变大，这样就拉低了反馈脚电压从而减小了占空比。这种状况出现在输入电压增高或者负载减小的情况下。4保护电路：FSCQRT集成有“过载保护”（OLP），“过压保护”（OVP）。OLP和OVP都属于自启动保护模式。自启动保护模式：一旦检测到故障状态，开关停止，MOSFET保持关断状态。这将导致Vcc下降，当Vcc低于9V时，保护状态被重置，FSCQRT只消耗启动电流（uA），此时启动电阻给Vcc电容充电，当Vcc达到启动电压V时，FSCQRT重新进入正常工作状态。如果故障因素没有排除，MOSFET再次关断，Vcc再次降至关断电压。如果故障因素没有排除，MOSFET将通过这种方式交替进行开关动作和关断动作。如图9过负载保护（OLP）：过负载是因某种预料之外的情况而导致负载电流超过正常水平，在这种情况下需触发过负载保护功能来保护电源因为FSCQRT具有逐脉冲电流*功能，通过MOSFET的最大电流是一定的，所以最大输入功率受到输入电压的*，如果输出功率超过此最大功率，那么输出电压就会比正常设定电压低，这将减小流过光藕的电流，此时反馈电压（Vfb）会上升（参考图8），如果Vfb超过2.8V，D1截止，5uA的电流源开始缓慢给CB充电至Vcc。在这种状况下，当Vfb升高到7.5V时，开关动作停止，如图，在5uA充电电流条件下，电容CB由2.8V到7.5V所需时间就是过载保护的过程时间。过压保护（OVP）：如果次级反馈电路因为故障或者虚焊造成反馈回路开路，使流过光藕的电流接近于0。Vfb就会以类似于过负载状态时的方式爬升，导致IC以预置的最大电流供给电源。因为提供了过量的能量，输出电压就会超过额定值，在触发过载保护之前，过高的输出电压可能会损坏次级的元件，为防止这种情况发生，就需要过压保护功能。通常，同步信号的峰值电压与输出电压是成比例的，FSCQRT利用同步信号代替直接检测输出电压。如果同步信号超过V，就会触发过压保护功能关闭电源。为了避免在正常工作时过压保护误动作，同步信号的峰值电压应当设计成低于V。[Page]5脉冲工作模式（待机）：为了降低待机功耗，FSCQRT具有脉冲工作模式，一旦FSCQRT进入脉冲模式，输出电压和工作频率都会降低，图是实际待机电路简图正常工作时：Q的b极输入低电平，Q饱和导通，Q截止，此时流过光藕发光二极管的电流就是流过TL的电流，+B电压是受控的。图中+B/2是从变压器+B绕组的一半处*的电压输出点，正常工作时该点电压约V待机时：图为脉冲工作模式时的波形。Q的b极输入高电平，Q截止，此时，Q就介入反馈网络中。Q的b极电压Vb是由+B/2经过R，ZD，R三个元件分压后得到。刚接到待机信号时，Vb比较高使Q饱和导通，TL被短路，流过光藕的电流变大，FSCQRT的反馈脚电压Vfb被拉低迫使FSCQRT停止开关动作，如果停止开关时间超过1.4ms就会进入脉冲工作模式。因为停止了开关动作，+B/2处的电压开始下降，Vb也会随之下降，Q进入放大区，随着Vb变小流过光藕的电流也变小，而反馈脚电压Vfb逐渐增大，当Vfb升高到0.4V时，FSCQRT恢复开关动作，此时流过MOSFET的电流峰值为IC本身预先设定的0.9A。脉冲开关动作持续后，FSCQRT停止开关动作并且检测反馈脚电压，如果反馈脚电压低于0.4V，FSCQRT继续保持停止开关动作状态直到反馈脚电压达到0.4V。如果反馈脚电压高于进入正常工作模式。在脉冲模式时，可以将+B/2端的电压当成受控电压，Q的作用与正常工作时TL的作用类似。
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USA系列机型电源部分电路图ULA电源相关参数USA电源相关参数输入电压(V-V)效率待机功率W(不包括消磁）V.1%1.V.5%1.V.1%V.5%0.输入电压(V-V)效率待机功率W(不包括消磁）V.1%1.V.6%1.V.4%1.V.9%1.1输出端正常工作待机+BVV+B/V.5VVV3.3V伴音V4.8V3.3V(二次变换所得电压，给CPU供电）3.V/mA3.V/mA5V（二次变换所得电压）5.V/7.5mA5.V/3.8mA输出端正常工作待机+BV.5+B/V9.V.7V2.7伴音V5..3V(二次变换所得电压，给CPU供电）3.V/mA3.V/mA5V（二次变换所得电压）4.V/mA4.V/mAULA，USA系列机型所用电源分别是用Fairchild公司的电源芯片FSCQRT和FSCQRT开发而成.该系列芯片有以下特点：&#;最佳准谐振变换器&#;先进的脉冲工作模式，使待机功耗小于1W（不包括消磁电阻功耗）&#;逐脉冲电流*（FSCQRT：5A，FSCQRT：7A）&#;过负载保护（OLP）--自启动&#;过电压保护（OVP）--自启动&#;异常过电流保护（AOCP）--锁定&#;内部过热停止（TSD）--锁定&#;欠压停止（有滞回区间）&#;低启动电流（典型值uA）&#;低工作电流（FSCQRT：4mA，FSCQRT：6mA）&#;内部集成高压场效应晶体管&#;内置软启动（ms）&#;延时谐振开关可实现宽负载范围下面我们围绕FSCQRT,介绍ULA电源的工作原理,USA的电源工作原理与之相同.&#;FSCQRT各引脚名称及功能引脚位置引脚名称引脚功能1Drain功率MOSFET的“漏极”2GND控制地和功率MOSFET“源极”3VccIC供电脚,提供IC启动和正常工作时所需电流。4Vfb反馈脚,与IC内PWM比较器反向输入端相连.通常光藕的集电极接于该脚.为了稳定运行,该脚与地之间应接电容.当该脚电压超过7.5V时,将触发过载保护功能关闭电源。5Sync同步脚,内接在用于准谐振开关的同步检测比较器上.在常规谐振运作时,同步比较器阈值为4.6V/2.6V.当延时谐振运作时,阈值变为3.0V/1.8V。当该脚电压超过V时，将触发过压保护功能关闭电源。功能描述:1启动:图1是典型启动电路和变压器辅助绕组供电电路。FSCQRT正常工作之前只消耗启动电流（典型值uA），交流线通过电阻Rstr给接在Vcc脚上的电容Ca1充电。当Vcc达到启动电压V(Vstart)时，FSCQRT开始开关动作，此时消耗的电流增至4mA，FSCQRT进入正常工作状态后，变压器辅助绕组提供FSCQRT消耗的能量。为了确保IC的稳定运行，Vcc具有6V滞回区间的欠压停止功能，如图22同步：FSCQRT使用准谐振开关技术来降低开关噪音和损耗。如图3所示，在MOSFET的“漏极”和“源极”之间接有一个谐振电容（Cr），该电容可以降低漏极电压上升斜率，从而减少MOSFET关断时导致的EMI干扰。为了减小MOSFET开关损耗，MOSFET应该在漏极电压降至最低点时开通，波形如图4：[Page]如图3所示，漏极最小电压是通过间接监测Vcc绕组电压而得。在正常工作期间，为了避免触发“过压保护”，由电阻Rsy1和Rsy2分得的同步信号峰值电压Vsypk应当小于“过压保护”电压（V），通常设置Vsypk比“过压保护”电压低3-4V。为了监测MOSFET导通的最佳时刻，同步电容（Csy）应当取合适的值从而使TR与TQ相等，如图5。TR与TQ计算方法如下其中，Lm是变压器初级电感，Ns和Na分别是输出绕组和Vcc绕组的线圈数。VFo和VFa分别是输出绕组和Vcc绕组二极管正向压降。Ceo是MOSFET的内部电容与外部电容Cr之和。&#;通常，准谐振变换器在宽负载范围应用时有一定的局限性，随着负载的减小开关频率会上升，在轻载条件下造成严重的开关损耗。为了克服这一缺点，FSCQRT具有延时谐振功能，图6为常规谐振模式与延时谐振模式的转化过程。&#;在常规谐振状态下，随着负载减轻开关频率上升，当频率超过kHz时进入延时谐振状态。如图7，当漏极电压第二次达到最小值时MOSFET导通，从而降低了开关频率。一旦FSCQRT进入延时谐振状态，第一个同步信号被忽略，同步信号阈值由4.6V/2.6V分别变为3V/1.8V，MOSFET的导通时刻与第二个同步信号同步。随着负载的加大，当开关频率降至kHz的时候，FSCQRT重新回到常规谐振状态。3反馈：FSCQRT采用电流型反馈模式，如图8。通常用一个光藕（如HPC-2CP）和分流稳压器（TL）来组成反馈网络。反馈电压与Rsense两端电压加一个偏置电压的和相比较，就可以控制开关占空比。当TL的参考端电压高于内部参考电压2.5V时，流过光藕的电流就会变大，这样就拉低了反馈脚电压从而减小了占空比。这种状况出现在输入电压增高或者负载减小的情况下。4保护电路：FSCQRT集成有“过载保护”（OLP），“过压保护”（OVP）。OLP和OVP都属于自启动保护模式。自启动保护模式：一旦检测到故障状态，开关停止，MOSFET保持关断状态。这将导致Vcc下降，当Vcc低于9V时，保护状态被重置，FSCQRT只消耗启动电流（uA），此时启动电阻给Vcc电容充电，当Vcc达到启动电压V时，FSCQRT重新进入正常工作状态。如果故障因素没有排除，MOSFET再次关断，Vcc再次降至关断电压。如果故障因素没有排除，MOSFET将通过这种方式交替进行开关动作和关断动作。如图9过负载保护（OLP）：过负载是因某种预料之外的情况而导致负载电流超过正常水平，在这种情况下需触发过负载保护功能来保护电源因为FSCQRT具有逐脉冲电流*功能，通过MOSFET的最大电流是一定的，所以最大输入功率受到输入电压的*，如果输出功率超过此最大功率，那么输出电压就会比正常设定电压低，这将减小流过光藕的电流，此时反馈电压（Vfb）会上升（参考图8），如果Vfb超过2.8V，D1截止，5uA的电流源开始缓慢给CB充电至Vcc。在这种状况下，当Vfb升高到7.5V时，开关动作停止，如图，在5uA充电电流条件下，电容CB由2.8V到7.5V所需时间就是过载保护的过程时间。过压保护（OVP）：如果次级反馈电路因为故障或者虚焊造成反馈回路开路，使流过光藕的电流接近于0。Vfb就会以类似于过负载状态时的方式爬升，导致IC以预置的最大电流供给电源。因为提供了过量的能量，输出电压就会超过额定值，在触发过载保护之前，过高的输出电压可能会损坏次级的元件，为防止这种情况发生，就需要过压保护功能。通常，同步信号的峰值电压与输出电压是成比例的，FSCQRT利用同步信号代替直接检测输出电压。如果同步信号超过V，就会触发过压保护功能关闭电源。为了避免在正常工作时过压保护误动作，同步信号的峰值电压应当设计成低于V。[Page]5脉冲工作模式（待机）：为了降低待机功耗，FSCQRT具有脉冲工作模式，一旦FSCQRT进入脉冲模式，输出电压和工作频率都会降低，图是实际待机电路简图正常工作时：Q的b极输入低电平，Q饱和导通，Q截止，此时流过光藕发光二极管的电流就是流过TL的电流，+B电压是受控的。图中+B/2是从变压器+B绕组的一半处*的电压输出点，正常工作时该点电压约V待机时：图为脉冲工作模式时的波形。Q的b极输入高电平，Q截止，此时，Q就介入反馈网络中。Q的b极电压Vb是由+B/2经过R，ZD，R三个元件分压后得到。刚接到待机信号时，Vb比较高使Q饱和导通，TL被短路，流过光藕的电流变大，FSCQRT的反馈脚电压Vfb被拉低迫使FSCQRT停止开关动作，如果停止开关时间超过1.4ms就会进入脉冲工作模式。因为停止了开关动作，+B/2处的电压开始下降，Vb也会随之下降，Q进入放大区，随着Vb变小流过光藕的电流也变小，而反馈脚电压Vfb逐渐增大，当Vfb升高到0.4V时，FSCQRT恢复开关动作，此时流过MOSFET的电流峰值为IC本身预先设定的0.9A。脉冲开关动作持续后，FSCQRT停止开关动作并且检测反馈脚电压，如果反馈脚电压低于0.4V，FSCQRT继续保持停止开关动作状态直到反馈脚电压达到0.4V。如果反馈脚电压高于进入正常工作模式。在脉冲模式时，可以将+B/2端的电压当成受控电压，Q的作用与正常工作时TL的作用类似。 
