投影電視電源方案

摘要：本文介紹采用投影燈泡的投影電視產(chǎn)品的電源組成及性能要求，并以常見(jiàn)的電源IC為實(shí)例，提出投影電視產(chǎn)品的電源設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：投影電視；開(kāi)關(guān)電源；PFC

　　2008年5月14日收到本文修改稿。王周宏：工程師，從事CRT電視機(jī)、背投電視、投影機(jī)等電子產(chǎn)品的整機(jī)方案和電路設(shè)計(jì)工作。

引言

　　在目前流行的超大型視頻顯示產(chǎn)品中，采用投影燈泡的投影電視產(chǎn)品以其獨(dú)特的高分辨率、高畫(huà)質(zhì)、超大尺寸的顯示優(yōu)勢(shì)，得到了廣泛的應(yīng)用。這種投影產(chǎn)品可作為大型會(huì)議中心專(zhuān)用視頻顯示設(shè)備或者大中小學(xué)校的教學(xué)設(shè)備，以及高檔娛樂(lè)場(chǎng)所的視頻播放設(shè)備，也可用于酒店、商場(chǎng)、企業(yè)商務(wù)大廳等場(chǎng)所，以視頻畫(huà)面的形式播放廣告或展示企業(yè)形象。投影電視產(chǎn)品按投影方式可分為背投電視和前投影機(jī)。目前小屏幕背投電視已逐步退出國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，只有大屏幕背投電視作為商用顯示設(shè)備其市場(chǎng)仍在大幅增長(zhǎng)。前投影機(jī)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)以進(jìn)口品牌為主，我國(guó)自主研發(fā)目前才剛剛起步，許多國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商都在嘗試自主開(kāi)發(fā)投影機(jī)芯、投影光機(jī)等關(guān)鍵部件。電源設(shè)計(jì)、光機(jī)開(kāi)發(fā)、整機(jī)散熱設(shè)計(jì)等都是投影電視產(chǎn)品研發(fā)的難點(diǎn)。本文就以Fairchild公司的電源IC為例，提出采用投影燈泡的投影電視產(chǎn)品的電源設(shè)計(jì)方案。

投影產(chǎn)品電源的基本要求

　　不管是大屏幕背投電視，還是前投方式的高亮度投影機(jī)，其電源組成基本一樣。這類(lèi)投影產(chǎn)品最大的特點(diǎn)是其光源采用投影燈泡。

　　為采用投影燈泡的投影電視產(chǎn)品設(shè)計(jì)電源，必須考慮下列特殊因素：

　　· 目前常用的投影燈泡的功率為100W~350W，這就要求電源必須能提供150 W~450W左右的輸出功率；
　　· 對(duì)于大功率電源，按國(guó)標(biāo)要求必須加功率因數(shù)校正(PFC)電路；
　　· 同時(shí)為節(jié)省能源又要求其待機(jī)功耗必須低于5W，未來(lái)要求低于3W或1W以下；
　　· 投影電視的開(kāi)關(guān)機(jī)比較復(fù)雜，投影燈泡供電、散熱風(fēng)扇供電、信號(hào)處理部分供電等都必須按特定的時(shí)序完成開(kāi)關(guān)。

　　基于以上原因，本方案的投影電視產(chǎn)品的電源由三部分組成：功率因數(shù)校正(PFC)電路，提升整機(jī)功率因數(shù)達(dá)0.9以上，同時(shí)為投影燈泡的點(diǎn)燈器供電；副電源，也叫待機(jī)電源，為散熱風(fēng)扇和系統(tǒng)控制部分供電；主電源，為光機(jī)驅(qū)動(dòng)、信號(hào)處理部分及其它電路供電。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　電源電路是直接影響整機(jī)性能和可靠性的關(guān)鍵，根據(jù)投影產(chǎn)品的供電特點(diǎn)和有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，并從性能和成本的綜合考慮，投影產(chǎn)品的電源電路宜采用主副電源的形式，其框圖見(jiàn)圖1。

圖1  投影電視電源系統(tǒng)框圖

　　投影電視產(chǎn)品的電源一般由EMC濾波器、PFC電路、A C-DC轉(zhuǎn)換電路、DC-DC轉(zhuǎn)換電路等四部分組成。本文只針對(duì)電路比較復(fù)雜的PFC電路、A C-DC轉(zhuǎn)換電路提出電路方案。

　　功率因數(shù)校正(PFC)電路
　　為了得到更高的功率因數(shù)，本方案選用有源PFC電路FAN7527。FAN7527是Fairchild公司的一種低功耗簡(jiǎn)單高效的動(dòng)態(tài)功率因數(shù)校正控制器(PFC)，作為典型應(yīng)用時(shí)工作在臨界傳導(dǎo)模式。

　　采用本方案實(shí)現(xiàn)的PFC電路如圖2所示。該電路屬于BOOST變換器，這就要求二極管D2負(fù)極端的輸出電壓必須大于交流電整流后的直流輸出電壓。本方案的交流電源輸入最大達(dá)AC265V，整流后直流電壓約為360V，可調(diào)節(jié)該IC的1引腳(內(nèi)接2.5V誤差比較器)所接的分壓電阻R8/R9和電位器VR1使PFC電路的輸出電壓大于360V，本方案選定的PFC輸出電壓為380V。2引腳所接電容C7構(gòu)成反饋補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。分壓電阻R1/R2將3引腳的電壓限定在3.8V以下。R7為電流檢測(cè)電阻，通過(guò)4引腳為內(nèi)部過(guò)流保護(hù)電路提供電流檢測(cè)信號(hào)。升壓電感T1輔助繞組通過(guò)電阻R5提供零電流檢測(cè)輸入，以防止該IC 5引腳上的電壓跌至1.8V以下。

圖2  PFC電路