LCD TV 開關電源解決方案
在降低啟動電阻損耗方面,傳統(tǒng)的方法多為降低啟動電流同時增大啟動電阻, 但實踐證明該方法的功效不明顯。為此,英飛凌提出了用一個開關電路替代電阻的方法,在啟動過程中,啟動電路開通,而當IC 被激活后,啟動電路關閉。實踐證明該方法可消除啟動電阻的損耗。英飛凌的CoolSET F3 芯片就集成了這樣的電路以降低電源的損耗。
在降低MOSFET 關斷損耗方面, 由于MOSFET 關斷損耗與開關頻率成比例,因而頻率越低損耗越小。然而,從開關電源基本原理可知:在正常工作模式下,需要利用高頻來減小變壓器和濾波器等器件的尺寸, 而在待機模式下,低頻率有利于減小損耗。所以在待機轉換器解決方案中應選用具有自動降頻技術的集成功率IC。在一般的負載范圍,IC 工作在高頻, 當輸出功率下降到某一特定閾值時,IC 將會自動減小開關頻率。
在“自動降頻技術”方面,目前較為普遍的有脈沖跳躍模式、突變模式及非導通時間調變等方式。在這些方式中,以英飛凌推出的主動突變模式性能最優(yōu)越,該模式能在系統(tǒng)結束待機時保持輸出調節(jié)并為負載波動做好準備。從這方面考慮,再結合設計的復雜程度和成本等因素,待機轉換器選擇英飛凌最新推出的ICE3BR4765J是很好的解決方案。ICE3BR4765J 具備獨有的主動突變模式,加上還應用了Bi-CMOS 生產(chǎn)制程,使產(chǎn)品實現(xiàn)了一個極低的待機功耗,例如可實現(xiàn)在12 W/5 V 的產(chǎn)品上僅有25 mW 的待機功耗。ICE3BR4765J在固定的開關頻率上,加入了±4%的頻率抖動功能,使整體EMI 水平降低, 從而減小用戶對額外的濾波器的要求和生產(chǎn)成本。ICE3BR4765J 內部集成了650 V 的啟動單元,大大簡化了外圍電路的設置,從而降低了系統(tǒng)成本。
綜合以上分析,優(yōu)化的待機轉換器方案是:獨立設計反激式待機轉換器,并采用英飛凌最新推出的集成功率IC 芯片ICE3BR4765J。
基于上述PFC 級、主DC/DC 級和待機轉換器的解決方案, 可設計出圖3 所示的LCD TV 開關電源解決方案框圖。
6 系統(tǒng)性能分析:
在上述電源解決方案的基礎上設計出一款LCD TV開關電源,其技術指標如下:1) 輸入電壓為交流85~265 V;2) 輸入頻率為47~63 Hz;3) 輸入諧波符合EN61000-3-2 標準;4) 正常運行時主DC/DC 級輸出為24 V/6 A,12 V/3 A,正常運行時待機輸出為5 V/2 A;5) 待機運行在5 V/0.1 A 輸出條件下引腳功耗小于1 W。
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