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如何设计开关稳压电源的电路?

【摘要】:但该种开关稳压电源主要分为开关振荡、整流输出、自动稳压、过电压保护等几个部分。+12V、+24V开关稳压电源进入工作状态的条件,必须是+5V开关稳压电源首先启动工作,同时+5V开关稳压电源又为功率因数校正电路提供启动电压。因此,+5V开关稳压电源电路又常称为功率因数校正电路的启动电路。而+12V、+24V开关稳压电源电路则是整机的主供电电路。

在液晶电视机的电源板中,开关稳压电源电路常分为+5V待机电源和+12V、+24V电源两个部分。两者有不同的启动过程及功能作用。这里仍以飞利浦37PFL3403-93机型电源板中的开关稳压电源电路为例,分析介绍开关稳压电源电路的工作原理。

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图2-44 用于限制UPFC最高电压的稳压二极管ZD902实物组装图

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图2-45 CS过电流保护检测元器件R919∥R920实物组装图

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图2-46 ZCD零电流侦测元器件R918实物组装图

1.+5V待机电源

在飞利浦37PFL3403-93机型的电源板中,+5V待机电源主要由IC905(TNY277PN-TL)和T904(EF20)等组成,其实物组装见图2-37和图2-40,电路原理图如图2-47所示。其中IC905(TNY277PN-TL)是开关稳压电源的核心器件。但该种开关稳压电源主要分为开关振荡、整流输出、自动稳压、过电压保护等几个部分。

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图2-47 TNY277PN(+5V)开关稳压电源电路原理图

注:该图为飞利浦37PFL34O3-93机型电源板中+5V开关稳压电路原理图,仅供参考。

(1)TNY277PN-TL开关电源控制集成电路

TNY277PN-TL是一种内置一个700V的MOSFET功率管的开关电源控制集成电路,其实物组装及主要引脚功能等如图2-48所示。

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图2-48 IC905(TNY277PN)电源控制器实物组装图

(2)开关振荡电路

在图2-47中,开关振荡电路主要由IC905(TNY277PN)④、②脚内部电路及T904开关变压器的①~②一次绕组等组成,其实物组装及工作原理如图2-49所示。

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图2-49 开关振荡电路元器件实物组装图

(3)整流输出电路

在图2-47中,整流输出电路主要由D917、C950等组成,其实物组装及工作原理如图2-50所示。

(4)自动稳压控制电路

在图2-47中,自动稳压控制电路主要由IC907、IC908等组成,用于控制IC905(TNY277PN)①脚电压,以实现自动稳定+5V电压输出,其实物组装及工作原理见图2-50。

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图2-50 整流输出及稳压控制元器件实物组装图

(5)保护电路

在图2-47中,保护电路有两种形式:一种是由C945、D914、D916组成的尖峰脉冲吸收回路;另一种是由Q909、Q910等组成的待机保护电路。

尖峰脉冲吸收回路主要用于吸收IC905内置开关管截止时在④脚激起的反峰脉冲,以保护IC905不被过高的反峰脉冲击穿损坏。待机保护电路实质上是待机控制电路。正常工作时,S/B为低电平,Q909、Q910均截止,+5VSB电源电路正常工作。当S/B为高电平时,Q909、Q910均导通。Q909导通使IC904饱和导通,VCC供电输出电路被关闭;Q910导通,IC908呈高阻状态,IC907导通电流减小,开关稳压电源处于低频间歇状态,VCC(15V)电压下降,不支持功率因数校正电路工作,但D917输出电压仍能维持在+5V,保证微控制系统正常工作。但在+12V、+24V的负载电路或主板电路发生故障时,通过微控制器会发出关机保护指令,使S/B信号始终为高电平,形成保护关机。因此,这种保护电路就常被称为待机保护电路。

2.+12V、+24V开关稳压电源

在电源板中,+12V、+24V开关稳压电源主要由IC901(TEA1530AT)、Q903(STP8NK80ZFP)、T901、IC903等组成。其实物组装如图2-51和图2-52所示,电路原理图如图2-53所示。其中IC901(TEA1530AT)是开关稳压电源的核心器件,主要用于控制Q903电源开关管的工作频率及导通与截止时间,其内部结构如图2-54所示,引脚功能见表2-5。

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图2-51 IC901(TEA1530AT)及部分贴片元器件实物组装图

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图2-52 +12V、+24V开关稳压电源电路中分立元器件实物组装图

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图2-53 TEA153OAT(+12V、+24V)开关稳压电源电路原理图

注:该图为飞利浦37PFL34O3-93机型电源板中+12V、+24V开关稳压电源电路原理图,仅供参考。

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图2-54 TEA1530AT内部组成示意图

表2-5 IC901(TEA1530AT)引脚功能

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在图2-53中,+12V、+24V开关稳压电源电路主要分为开关振荡(由Q903、T901的③~①一次绕组和IC901⑥脚内部电路等组成)、整流输出(由D921和D922等组成)、稳压控制(由IC903、IC921等组成)及过电流保护几个部分,其工作原理可参见+5V开关稳压电源电路,这里因篇幅所限就不再多述。+12V、+24V开关稳压电源进入工作状态的条件,必须是+5V开关稳压电源首先启动工作,同时+5V开关稳压电源又为功率因数校正电路提供启动电压。因此,+5V开关稳压电源电路又常称为功率因数校正电路的启动电路。而+12V、+24V开关稳压电源电路则是整机的主供电电路。在待机情况下主供电电路无输出。