长虹 彩电绿色开关电源原理分析

在彩电行业中，长虹公司为适应市场需要，目前已首次成功开发出绿色节能型开关电源，并首次应用到长虹PF29990型大屏幕纯平彩电上（参阅图1）。该开关电源采用汤姆逊公司推出的绿色开关电源专用集成电路TEA1507P，并配合大功率场效应开关管，使整个开关电源损耗小、效率高，且在待机状态下整机功耗<1W，真正达到了节能的目的。

一、原理分析

1、进线电源抗干扰电路

该电路由R800、C801、T801、T802、C804组成，它们共同组成双向低通滤波器。其中T801、T802是两个由扼流圈组成的互感滤波器，其结构具有对称性，高频信号在两个扼流圈上产生的电压极性相反，因此可以相互抵消，达到了对50Hz的交流市电呈低通、对各种高频信号呈高阻的目的。

2、自动消磁电路

机器通电后，开关电源进入工作状态，向各负载电路提供工作电压。其中从开关变压器T80317脚输出的交流电压经VD871整流、C872滤波得到约15V电压，除了向主板相关电路提供工作电压外，还为自动消磁电路提供工作电压。

自动消磁电路由L801、RT801、JD800、VD884、V864、C829、R829构成。长虹PF2999D彩电自动消磁电路与长虹其他型号彩电自动消磁电路有所不同，其他型号彩电的自动消磁电路一般为常闭式自动消磁电路（即机器正常工作时电路中的热敏电阻两端一直保持220V电压，热敏电阻一直呈发热状态）本机则采用继电器控制的常开式自动消磁电路（即机器通电时，热敏电阻与220V电压瞬间接通，而机器正常工作后，热敏电阻与220V断开）。

15V电压经继电器JD800线圈，一路加到三极管V864  c极，另一路加到C829正端，对C829进行充电，由于C829两端电压不能突变，将在R829上端（即V864  b极）产生0.7V电压，并使V864饱和，在继电器JD800线圈中产生电流，其常开触点闭合，220V交流电压通过热敏电阻RT801（又由于RT801阻值迅速增大），因此在消磁线圈L801内产生一由强到弱的交变电流，其周围出现交变磁场，完成自动消磁动作。

随着C829的充电，R829上端（即V864 b极）0.7V电压逐渐消失。一秒左右后，V864退出饱和状态，继电器JD800线圈内无电流流过，其常开触点再次被断开，热敏电阻RT801与220V交流电压断开，保证机器正常工作时，RT801不处于通电工作（发热）状态，达到了节约电能的目的。

3、整流滤波电路

经抗干扰电路后的220V交流电压，送入由VD801~VD804组成的桥式整流电路（与之并联的C805~C808为高频滤波电容，其作用是保护四只整流二极管，使之不被浪涌电流冲击而损坏，并且可以有效地消除市电在整流过程中产生的高次谐波对机器造成的干扰）。

经整流后的脉冲直流电压通过压敏电阻RT802向滤波电容C809充电，由C809平滑滤波后得到约300V左右的直流电压，向开关稳压电路部分供电。

4、开关电源的启动

经整流滤波所得到的约300V脉冲直流电压从开关变压器T8031脚输入，一路经1~4绕组加到大功率场效应开关管V840漏极（D），另一路经1~2脚绕组并通过R823加到N8118脚，向其内部提供启动电压。在N8118脚内部电路的作用下，对N8111脚外接电容C819、C819A进行充电；当1脚电压上升至10.5V以上时，N811内部振荡电路被启动，6脚输出脉宽较窄的开关脉冲，加到开关管V840 G极，V840开始微导通。

V840微导通后，开关变压器T803初级1~4绕组有电流流过，在互感绕组6~7绕组上将产生互感脉冲。该脉冲从T8037脚输出，经R824、R847加到N8114脚内部过零检测电路。该电路检测到4脚有连续的脉冲输入时，N811内部逻辑电路发出指令，控制6脚输出连续的脉冲信号，开关电源被启动。

5、电源的二次供电

电源启动后，开关管开始导通，在开关变压器T8031~4绕组将有电流流过，在互感绕组5~6绕组上将产生一互感电压。该电压从5脚输出，经R831限流、VD819整流、C820滤波，再经以V811、VD811等组成的电子稳压系统稳压，从V811e极输出14.9V左右的稳定直流电压，再经V812向N8111脚提供稳定的持续电压。此时，启动电阻R823不再为N811提供电压，所以此时即使R823开路，N811也依然能正常工作。

6、稳压控制环路

（1）稳压控制电路概述

    稳压控制电路的作用是使开关电源的输出电压保持稳定。本开关电源稳压控制电路由RP823、N813（TL431——、N812及N8113脚内部电路构成。与其他彩电开关电源相比，本电源无复杂的误差比较放大电路，取而代之的是特殊器件N813（TL431）。由于TL431首次亮相彩电开关电源，所以，这里我们有必要认识一下TL431。

TL431是一种可调的精密稳压集成电路，该集成电路有三只引脚，分别用A、K、R表示。其中A表示阳极，K表示阴极，R表示参考极。TL431内部由12只晶体管构成，其温度系数极小，外型封装有双列8脚直插式（如图2所示）和单列3脚直插式（如图3，类似三极管）两种，本开关电源采用如图3所示封装的TL431。

TL431的特性如下：

参考极（R）相对于阳极（A）的U R﹤2.5V时，K-A极间近似于开路，UK不受UR的控制；参考极（R）相对于阳极（A）的UR≥2.5V时，随着U R的上升，则IK上升，U K下降，此时，U K受控制于U R，TL431充当一个低阻抗的电源流，控制极为灵敏。

（2）稳压控制过程

如图4所示，本开关电源的稳压控制是通过对+B 135V端电压进行检测来实现的。当+B 135V端电压升高时，其稳压控制过程可用下列关系式表示（a、b、c、d为图中的4个测试点）：

+B 135V↑→Ua↑→Ub↓→Ib↑→IC↑→Id↑→N8116脚输出的开关脉冲↓→开关管V840导通时间↓→+B 135V↓

7、保护电路

（1）       过压保护

过压保护电路由N8114脚内外部电路构成。当某种原因使开关电源次级各输出端电压异常升高时，开关变压器T8037脚输出的感应脉冲也将升高，经VD840整流后的电压随之升高。当该电压超过N8114脚内部过压保护电路的保护值时，N811内部逻辑电路发出指令，关闭6脚输出的开关脉冲，开关电源停止工作。

（2）       过流保护

过流保护电路由N8115脚内部电路及外部R812、R812A、C813、R822、R822A构成。该电路是通过检测开关管源极（S）的电流来实现过流保护的。

当开关电源出现过载或因其他原因使开关管V840源极电流显著增大时，在R822//R822A上的压降进一步增大，在R822//R822A上端的电压升高，并通过R812反馈到N8116脚输出的开关脉冲的宽度，使开关管V840漏极电流回到正常范围内。若N8115脚内部过流保护电路检测到输入该脚的电压超过其最大允许值，则N811内部逻辑将关闭6脚的输出脉冲，从而实现过流保护。

8、开/待机控制电路

长虹PF2999D彩电在待机时，主板上CPU发出的开/待机指令，一路在主板上切断供行振荡电路使用的8V电压，从而使行扫描电路停止工作；另一路则在开关电源板上通过V862、V862A对开关电源实施控制，以达到进一步降低功耗的目的。如图5所示，开关电源板上开/待机电路由V862、V862A、N814等元件构成。

机器正常工作，微控制系统输出低电平开机指令，电源板上ST-BY端为0V。此时，V862截止，V862A饱和。同时，开关变压器T8039脚输出的交流脉冲一路经VD883整流、C833滤波，得到约150V左右的电压，加到可控硅N814阳极（A）；另一路经R827、C827加到N814触发极（G），但由于V862A处于饱和状态及C851容量（0.1μF）较大，加到N814触发极的交流脉冲几乎完全被C851短路到地，N814触发失去触发电压而处于截止状态。

当主板上微控制系统输出待机指令时，ST-BY端出现4.8V高电平。此时，V862饱和，V862A截止，C851被断开，从T8039脚输出的交流脉冲经R827、C827加到N814触发极（G），N814被触发而导通，由VD883整流、C833滤波所行到的电压经N814的A-K极后，作为误差电压经R841加到光电耦合器N8121脚，使N8121脚电位迅速上升，其内部逻辑电路调整6脚输出电压迅速下降。

随着开关电源各次级输出电压的下降，在由R821、RP823、R825组成的电阻串联分压电路中，RP823滑动端即稳压块N813参考极（R）电压随之下降。当稳压块N813参考极（R）电压下降至2.5V以下时，N813失去光电耦合器N8122脚的控制，从N8121脚输入的电压从其2脚输出，经R856后击穿VD888，然后到地，在N81212脚内部光电二极管内形成电流。

当开关电源+B 135V端电压下降至11V左右，其他各次级几乎无电压输出时，+B电压由VD888（5.6V）稳压值及R856阻值所决定，+B端电压不再下降。此时，由VD883整流、C833滤波所得到的约11V左右电压经可控硅N814 A-K极后通过R841向光电耦合器N812提供误差电压，还经N863（L7805）稳压（由于开关变压器T80318脚此时已几乎无电压输出，所以VD881处于反偏截止状态），继续向主板上微控制系统提供5V-1工作电压，此时开关电源处于低功耗节能状态，整机功耗小于1W。

[ 本帖最后由 jinqilinzhilen 于 2008-6-16 19:34 编辑 ]