高壓LIPS液晶電視電源參考設(shè)計

有源功率因數(shù)校正(Active PFC)，符合IEC61000-3-2規(guī)范
最大穩(wěn)態(tài)能耗50 W，峰值60 W
12 V / 4 A峰值
5 V / 2.5 A峰值
24 V C MOSFE門驅(qū)動偏置
能夠靈活修改，支持其它電壓/電流配置
50 mW負載時，待機輸入能耗(Pin) 400 mW (5 V@10 mA)
　　逆變器電源

支持100 W功率
啟動電壓(Strike voltage) > 1,500 Vac，工作電壓> 800 Vac
固定頻率逆變器，可在40-80 kHz范圍調(diào)節(jié)
支持數(shù)字及模擬調(diào)光
能夠同步至視頻時鐘源
　　PFC段設(shè)計

　　高壓LIPS架構(gòu)的核心就是有源PFC前端升壓段。首先，對于輸入功率高于75 W的電源而言，它使設(shè)計符合IEC61000-3-2規(guī)范的諧波含量要求。其次，它為逆變器段提供經(jīng)過穩(wěn)壓的400 Vdc高壓。除了為背光供電，PFC段還提供電能給隔離型反激開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，此反激轉(zhuǎn)換器提供所有需要的電源，為執(zhí)行液晶電視內(nèi)的控制、接口、信號處理及音頻放大等功能的數(shù)字及模擬電路供電。根據(jù)液晶電視特性集及功能的不同，這個模塊的功率可能介于30至60 W之間。為了簡化設(shè)計，及降低這個電源轉(zhuǎn)換段的總體復(fù)雜度，本參考設(shè)計選用了安森美半導(dǎo)體專有的高能效反激控制器NCP1351，此器件使大多數(shù)液晶電視應(yīng)用無需專用的待機電源。選擇NCP1351是因為它采用準諧振固定導(dǎo)通時間(FON)控制原理，在負載要求變小時降低反激轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率。兩個(置于次級端的)額外開關(guān)會在待機模式斷開主電源負載，從而免除待機模式下的寄生損耗。

　PFC段所采用的PFC控制器是安森美半導(dǎo)體的NCP1606B，此控制器設(shè)計用于工作在可變頻率臨界導(dǎo)電模式(CrM)，是150 W功率(180 W)應(yīng)用的最適合方案。有關(guān)此PFC段的電磁干擾(EMI)設(shè)計、具體控制途徑、詳細設(shè)計過程及測試結(jié)果等更多信息，可參見參考資料[1]。

　　用于控制、信號及音頻功能的反激轉(zhuǎn)換器段

　　由于采用專門的直流-交流(DC-AC)轉(zhuǎn)換器來為CCFL燈供電，反激開關(guān)電源用于為控制、信號處理及音頻放大等功能的模擬及數(shù)字模塊供電。由于要求的總功率有限(60 W)，有可能考慮反激拓撲結(jié)構(gòu)，帶有待機模式，卻無需專用待機開關(guān)電源，這提高了解決方案的總體性價比。要實現(xiàn)這個目標，需要在輕載條件下能提供高能效的控制器架構(gòu)。

　　此反激變換器使用了NCP1351 PWM控制器，主要是用于功率低于60 W的離線反激電源。NCP1351采用準固定導(dǎo)通時間技術(shù)，不同負載和不同輸入電壓對應(yīng)不同的關(guān)閉時間，負載變輕時降低其開關(guān)頻率，同時降低開關(guān)損耗。因此，使用這種方案的電源自然地提供極小的待機功率，并且優(yōu)化其它負載條件下的能效。隨著頻率的下降，峰值電流逐漸降低至最大峰值電流的約30%，防止變壓器機械工作共振?？陕犜肼暤娘L險也大幅消除，同時還獲得良好的待機能耗性能。

　　由于PWM控制器工作在準固定導(dǎo)通時間，開關(guān)頻率隨著負載而變化。在輕載條件下，此反激轉(zhuǎn)換器工作在不連續(xù)導(dǎo)電模式(DCM)。負載增加時，頻率也隨之增加，直到控制器進入連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)，而CCM優(yōu)化用于提供極高的效率。

　　另外，在液晶電視應(yīng)用中，實現(xiàn)良好的交叉穩(wěn)壓是一項設(shè)計挑戰(zhàn)，因為容限非常嚴格(通常為±5%)，且由于音頻放大的大動態(tài)范圍，以及信號處理電源負載根據(jù)輸入視頻源的不同而變化，動態(tài)工作可能大范圍地變化。本參考設(shè)計基準型(SMPS1)的典型輸出電壓及負載范圍是：

　　l +5 V：0至2.5 A

　　l +12 V：0至4 A