大屏幕彩電開關穩(wěn)壓電源效率淺析

摘要：從提高開關穩(wěn)壓電源的效率著眼，對新型大屏幕彩電開關穩(wěn)壓電源電路進行了介紹，并結合應用實例對半橋式開關穩(wěn)壓電源的工作原理進行了分析。

1.概述

如何提高彩電穩(wěn)壓電源的效率，實現(xiàn)高效節(jié) 能綠色歷來是電視技術領域一個重要的研究課題。 90年代以后各種新型大屏幕彩電開關穩(wěn)壓電源的電路，幾乎全部使用集成電路厚膜電路’其調整效率可達80-90%。 盡管開關穩(wěn)壓電源的效率遠比線性穩(wěn)壓電源高但隨著彩電屏幕尺寸的增大和附加功能的增多使整機的功耗大幅度增加：一臺大屏幕普通彩電，最大功耗可達130-200W;大屏幕背投影彩電的功耗可達300W;另外 大伴音功率( 20W 以上)和大動態(tài)范圍更要求開關穩(wěn)壓電源必須有足夠的功率裕量。 所以新型大屏幕彩電開關穩(wěn)壓電源不得不充分考慮到提高效率這一問題。 進入21世紀以來，人們相繼研制開發(fā)了諧振-PFC式半橋式開關穩(wěn)壓電源使開關穩(wěn)壓電源的效率進一步得到提高。

2 諧振-PFC式開關穩(wěn)壓電源

2.1高頻有源功率因數(shù)校正(PFC)技術

普通的大屏幕彩電開關穩(wěn)壓電源均采用一般 的整流加濾波電路其諧波成分大功率因數(shù)低一 般只有0.65-0.85。為提高大屏幕彩電開關穩(wěn)壓電源的效率，可采用高頻有源技術提高功率因數(shù)。它是根據(jù)電網(wǎng)的電壓電流及負載的變化產生脈寬調制(PWM)信號，控制高頻電子開關的導通能起到調節(jié)電感L 的作，用改善電流波形，利用乘法器控制PWM信號，可使電網(wǎng)的輸入電流基本為正弦波使功率因數(shù)接近于1(即大于0.99)。 其原理圖見圖1所示。

圖1 高頻有源PFC電路框圖

2.2諧振式開關穩(wěn)壓電源

諧振式開關穩(wěn)壓電源電路，可克服PWM方式對負載的瞬態(tài)響應較差和易輻射等缺點，利用高頻驅動的作用，降低損耗，提高效率，減少噪聲。

部分諧振方式(僅在半導體開關的瞬間諧振)，將會成為主流技術。 其實，部分諧振方式從技術上來說，不同于平常所說的開關穩(wěn)壓電源所采用的諧振技術，而可看作是廣為人知的緩沖電路(用于減輕晶體管的加載狀態(tài))的有源化。有的諧振開關電源是這樣的(當開關導通時，利用電感器抑制電容放電電流峰值，以減少導通損耗)當開關斷開時，利用有源緩沖電路減小開關斷開時的損耗，達到提高效率的目的。

2.3 諧振-PFC式開關穩(wěn)壓電源

目前，把諧振式開關穩(wěn)壓電源和高頻有源PFC技術結合起來，效果更佳。諧振式開關電源的控制芯片多采用ICE1QS01,它工作在準諧振模式，支持低功率待機和PFC稱之為諧振-PFC式開關穩(wěn)壓電源，適合用于300W以下的彩電。ICE1QS01內部電路從略。

為在輕載下提供低功率消耗，開關頻率要隨負載減小逐步數(shù)字式降低，直至最小值20KHZ在頻率降低的過程中，ICE1QS01保持準諧振操作模式。

在負載減輕時，ICE1QS01內部的數(shù)字電路使開關頻率逐步降低，而不產生任何的抖動，可避免圖像失真。 為在輕載下提供非常低的功耗，它能轉入待機突發(fā)模式。

ICE1QS01基本工作原理是：從電源輸出端通過電阻分壓器#基準電壓裝置和光耦合器反饋到內部電路(略)(4)腳(SRC)，履行電壓調節(jié)，組成PFC 充電泵電路。 其作用是減小AC線路電壓過零附近在電容器上的DC電壓值，增大整流二極管的導通角，使AC輸入電流隨AC電壓瞬時軌跡而變化，產生十分接近正弦波的電流波形，線路功率因數(shù)可由先前的0.6A 左右提升到0.9以上。

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