利用STRF6656設(shè)計(jì)34寸彩色電視機(jī)開關(guān)電源

1 引言

混合型電源IC STR-F6600系列是日本Sanken電氣公司的近年產(chǎn)品。它內(nèi)含MOSFET及控制IC部分，是專門為反激型變換器設(shè)計(jì)的，特適用于彩色電視機(jī)開關(guān)電源。

該混合IC可工作于準(zhǔn)諧振方式以及脈沖占空比控制（PRC——PulseRatioControl)方式。它具有常規(guī)第二代SMPSIC的特點(diǎn)，即采用次級(jí)輸出采樣及光耦反饋穩(wěn)壓、準(zhǔn)諧振、高效率、寬輸入范圍、良好的輸入電壓調(diào)整率和負(fù)載輸出特性，還有過(guò)流、過(guò)壓及熱保護(hù)等。相對(duì)于同類型的其它廠家IC，它多了一個(gè)熱保護(hù)以及開關(guān)電噪聲較小，可簡(jiǎn)化或甚至取消浪涌吸收電路。

本文介紹該系列IC的工作原理，在此基礎(chǔ)上描述怎樣利用它設(shè)計(jì)制造一個(gè)34″彩色電視機(jī)開關(guān)電源。文中給出樣機(jī)電源電路，變壓器設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)表明，該電源完全符合電視機(jī)電氣要求，它外圍元件少，設(shè)計(jì)容易，穩(wěn)定度高。在高溫、低溫、EMI、短路和開路等環(huán)境和安全實(shí)驗(yàn)中均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)不可多得的簡(jiǎn)單和高效能的電視機(jī)實(shí)用開關(guān)電源。

2 混合型開關(guān)電源控制器STR-F6600系列原理和特性簡(jiǎn)介

圖1給出了STRF6600系列的原理方框圖。這是一個(gè)有一個(gè)引出腳的塑料封裝IC，其每腳功能簡(jiǎn)述見(jiàn)表1。

表1 STR-F6600系列每腳功能管腳符號(hào)說(shuō)明功能

2.1 起動(dòng)電路

當(dāng)AC電源在t0加入時(shí)，由圖2可知，在半個(gè)周期內(nèi)，A點(diǎn)對(duì)地峰值電壓VA≈Vd（整流電壓），VA經(jīng)過(guò)R902向C909充電，使IC腳④上電壓Vin近似線性上升（見(jiàn)圖3）。當(dāng)Vin上升到閾值電壓Vin(ON)=16V時(shí)，IC內(nèi)的控制電路開始起動(dòng)，Vin端口上的輸入電流Iin由100μA突升到30mA，電容C909來(lái)不及供電而使Vin下降。如果此時(shí)由驅(qū)動(dòng)繞組D1所提供的DC電壓足夠的話，Vin將不致于掉到仃振閾值11V以下，則IC繼續(xù)工作起動(dòng)成功。驅(qū)動(dòng)繞組D1的圈數(shù)須保證經(jīng)整流后在C909上電壓超過(guò)11V，同時(shí)又要低于20.5V。因?yàn)閂in大于20.5V則過(guò)壓保護(hù)電路起作用，Vin小于10V時(shí)則欠壓保護(hù)電路起作用。一般Vin取18V是較合適的。

關(guān)于R902及C909的選值要適當(dāng)。R902、C909太大均會(huì)使IC起動(dòng)時(shí)間t1t0延長(zhǎng)。但C909亦不能過(guò)小，否則在驅(qū)動(dòng)繞組電壓到來(lái)之前它已不能維持IC動(dòng)作，這樣就不能順利起動(dòng)。一般對(duì)寬電源(90～270)VAC電壓C909取(47～100)μF，R902取47kΩ～68kΩ是合適的，對(duì)窄電源（200VAC），R902可取82k～150k。在本例子中，當(dāng)R902=82kΩ，C909=47μF，輸入電壓為90V時(shí)，其開機(jī)起動(dòng)時(shí)間為1.3μs左右。

2.2 內(nèi)部振蕩器，穩(wěn)壓原理和過(guò)流保護(hù)

（1）內(nèi)部振蕩器

IC內(nèi)部振蕩器是通過(guò)對(duì)C1的充放電而形成振蕩脈沖的，放電時(shí)間常數(shù)C1R1(≈50μs)決定了MOSFET的關(guān)斷時(shí)間。在PRC運(yùn)用模式中，穩(wěn)壓是由固定toff而變化ton來(lái)達(dá)到的。圖4示出了當(dāng)沒(méi)有穩(wěn)壓控制信號(hào)輸入時(shí)，內(nèi)部振蕩器的工作波形。由圖5波形可見(jiàn)，當(dāng)MOSFET導(dǎo)通時(shí)，電容C1被充電到6.5V。同時(shí)漏極電流ID逐步上升，在R5上形成一鋸齒形狀電壓VR5。VR5通過(guò)R4后幾乎無(wú)損失地加到IC的①腳OCP/FB端口。當(dāng)①腳電壓V1達(dá)到閾值Vth1≈0.73V時(shí)，比較器1開始動(dòng)作，它使振蕩器輸出反相，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)級(jí)將MOSFET關(guān)斷。此后C1通過(guò)電阻R1放電，C1兩端電壓按恒定的放電時(shí)間常數(shù)C1R1線性下降。當(dāng)它降到3.7V左右時(shí)，振蕩器輸出再次反相，使MOSFET重新導(dǎo)通，C1電壓再次跳升到6.5V。如此不斷重復(fù)上述過(guò)程。