用于液晶電視的負(fù)載點(diǎn)電源的設(shè)計(jì)與分析

當(dāng)前的數(shù)字電視為電源設(shè)計(jì)人員提出了若干挑戰(zhàn)，這些電視機(jī)都是由位于機(jī)箱內(nèi)部不同位置的獨(dú)立模塊組成的平板設(shè)計(jì)。這些模塊包括調(diào)諧器單元、主系統(tǒng)板、顯示驅(qū)動(dòng)器、音頻子系統(tǒng)、LCD背光驅(qū)動(dòng)器以及其它組件。每個(gè)子系統(tǒng)均包含敏感的模擬電路、處理器、CPU、ASIC 以及其它各種電路，而每個(gè)器件都具有自身獨(dú)特的電源要求。交流電壓先轉(zhuǎn)換成中間總線(xiàn)電壓，然后提供給電視機(jī)內(nèi)部的各個(gè)模塊。該電壓的典型范圍為12～15V。每個(gè)模塊中的負(fù)載點(diǎn)穩(wěn)壓器均可將中間總線(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換成每個(gè)組件所需要的電壓。

如圖1所示的LCD TV結(jié)構(gòu)圖，機(jī)箱中的每個(gè)主要子系統(tǒng)都與關(guān)鍵組件模塊一道在圖中給出，本例中包括前端調(diào)諧器、主板、顯示驅(qū)動(dòng)器以及音頻板。這些組件均由12V離線(xiàn)電源供電。為了提供所需的工作電壓，必須在每個(gè)模塊中提供某種形式的負(fù)載點(diǎn)穩(wěn)壓。表 1 中列出了每個(gè)子系統(tǒng)與模塊對(duì)電壓及電流的要求，以及所有附加要求，如排序或跟蹤。

主板與顯示驅(qū)動(dòng)器單元中采用的高性能信號(hào)處理器件(如FPGA與DSP)需要能夠產(chǎn)生不同內(nèi)核電壓與 I/O 電壓的多個(gè)電源。電源的上電和關(guān)斷順序?qū)ζ骷倪\(yùn)行與長(zhǎng)期可靠性都至關(guān)重要。電源排序可以采用三種方法：順序排序、比例(ratio-metric)排序與同時(shí)排序。正確的排序方法取決于處理器的要求。本例采用順序排序方法，在該方法中一個(gè)電源的輸出開(kāi)始升壓并且穩(wěn)定到最終的電壓上，然后第二個(gè)電源的輸出在一定時(shí)間延遲之后開(kāi)始升壓。

圖2是一個(gè)說(shuō)明順序排序方法的例子。實(shí)現(xiàn)這種排序方案的一個(gè)好的方法是采用具備電源良好指示與使能功能引腳的器件，把第一個(gè)電源的電源良好輸出連接至需要排序的第二個(gè)電源的使能引腳，確保信號(hào)具有正確極性。包含上述特性的大部分DC/DC轉(zhuǎn)換器均需如此使用，它們具有一致的極性，而且信號(hào)可以直接配合。另外，還可以通過(guò)這種方式控制附加電源。

圖 1：LCD電視內(nèi)部電路組成結(jié)構(gòu)圖。

圖 2：排序電源波形。