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由STR-W6756构成的开关电源电路原理分析

[日期:2012-06-13] 来源:  作者: [字体: ]

  STR-W6756是三肯半导体公司生产的一款高效大功率厚膜电路。该模块内置反馈型控制器和高耐压金属氧化物场效应管,在准共振工作方式的基础上增加了Bottom-Skip(底部跳过)功能,即当电源带较轻负载时(如待机状态),厚膜块内部MOS管以间隙振荡方式工作,降低电源的功耗,从而提高电源效率。另外,该模块还内置过压、过流、过载保护电路,并设有最大导通时间限制电路。右图所示为STR-W6756内部电路框图,其引脚功能如下表所示。

 

脚位 引脚名 功能
1 D 内部开关管漏极
2、3 S 内部开关管源极
4 VCC 电源端
5 SS/OLP 软启动端
6 FB 反馈输入端
7 OCP/BD 过流保护输入端
 
  下面以长虹LP06机芯液晶彩电的开关电源电路为例对其工作过程作一介绍,有关电路如下图所示。
  
  1.整流滤波电路
  
  220V左右的交流电压先经延迟保险管Fl,然后进入由C20、L3、C22、C23、C5、Ll组成的交流抗干扰电路,滤除市电中的高频干扰信号,同时保证开关电源产生的高频信号不窜入电网。电路中,RV1为压敏电阻,即在电源电压高于250V时,压敏电阻RV1击穿短路,保险管Fl熔断,这样可避免电网电压波动造成开关电源损坏,从而保护后级电路。
  
  经交流抗干扰电路滤波后的交流电压送到由BR1、L2、C21组成的整流滤波电路,产生约300V的直流电压。STR-W6756内部方框图
  
  2.启动与振荡电路
  
  C21两端300V左右的直流电压经开关变压器Tl的2-4初级绕组和T2的2-4初级绕组加到厚膜块Ul (STR-W6756)①脚,进入内部场效应管的漏极。同时,220V交流电压经BR1的一臂整流后,再经R9降压,给STR-W6756的④脚外接电容C9充电。当C9两端电压(即STR-W6756的④脚电压)达到18.2V时,STR-W6756内部振荡电路工作,产生驱动脉冲,经驱动电路送至内部场效应开关管的栅极,控制STR-W6756内开关管工作在开关状态。开关管导通时,开关变压器Tl、T2的各级处于储能状态;STR-W6756内的开关管关断时,Tl、T2的次级各绕组通过各自的整流二极管和滤波电容释放能量,给后级各负载供电。
  
  开关电源启动后,Tl的5-6绕组将产生感应电压,经Rll限流、D4整流、C9滤波后得到约20V的电压,向STR-W6756的④脚提供持续的工作电压。
  
  3.稳压控制电路
  
  稳压控制电路以取样放大电路U3( SE024N)、光耦合器U2和厚膜电路Ul( STR-W6756)为核心构成,取样点在24V电压输出端。误差放大电路SE024N内部电路框图与前面介绍的SE005N内部电路框图一致。
  
  稳压控制的过程如下:设某一时刻24V两端电压升高,U3的①脚电压随之升高,取样电压也随之升高,经U3内部分压电阻Rl、R2分压后的电压升高,U3内部Q导通能力增强,导致U3的②脚电压下降,流过光耦合器U2中发光二极管电流增大,其发光强度增强,则光敏三极管导通加强,光敏三极管ce结等效电阻减小,使输入到STR-W6756的⑥脚电压上升,驱动脉冲占空比下降,STR-W6756内部开关管提前关断,从而使输出电压降低,达到稳压的目的。当24V电压下降时,其控制过程与上述工作过程相反。
 
  4.保护电路
  
  (1)过压保护电路当输入的市电电压过高时,STR-W6756的④脚电压升高,当该脚电压达到上限值(27.7V)时,STR-W6756内部过压保护电路启动,振荡器停止振荡,STR-W6756内部开关管被关断,开关电源无输出。
  
  (2)过流保护电路若因某种原因出现过流时,开关变压器各绕组输出电压均下降;当Tl的5-6绕组的感应电压经D3、D2整流后,产生的电压(即STR-W6756的⑦脚电压)下降至0.73V时,STR-W6756内部振荡器停止振荡,从而实现过流保护的目的。
  
  (3)过热保护电路当STR-W6756内部基板超过150℃并持续801is以上时,内部的过热保护电路启动,振荡器停止振荡,开关电源停止工作,从而实现过热保护。
  
  (4)软启动电路电源启动时,STR-W6756的⑤脚(软启动设定端)流出的电流给C2充电,当达到软启动的门槛电压(1.2V)时,电源才启动。利用此功能,可抑制待机期间开关变压器发出的噪声。如果要取消此功能,只需要在STR-W6756的⑤脚与地间接一只47kΩ电阻即可。
  
  5.待机控制电路
  
  液晶彩电正常工作时,MCU待机控制脚输出低电平,Ql截止,不影响光耦合器U2内部发光二极管两端的电压,此时开关电源稳压电路处于正常的工作状态。
  
  待机时,MCU待机控制脚输出高电平,Ql导通,集电极为低电平,使光耦合器U2内部二极管的负端电位大幅下降,流过U2内部二极管的电流增大,经光电耦合使STR-W6756内部振荡器进入间歇振荡状态,输出电压大幅下降。
  
  由于在待机时,Tl的5-6绕组输出的电压也会下降,STR-W6756的④脚电压随之下降,当此电压下降到9.7V时,STR-W6756停止工作,此时,AC 220V经启动电阻R9对C9充电,STR-W6756的④脚电压再次上升,当其达到启动电压时,STR-W6756又重新开始工作,如此周而复始。
 
长虹LP06机芯液晶彩电的开关电源电路

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