台达电源是台达电子集团公司生产的电源板的简称。该公司于1971年创立于台湾,是全球颇具影响的电脑电源厂商,生产有多种型号的电源电路。
液晶彩电常用的台达电源采用DIA001 +ICE3B1065+UCC28051组合方案。该电源分为三部分:一是以驱动控制厚膜电路ICE3B1065(IC901)为核心组成的副电源,为主板微处理控制系统供电;二是以驱动控制电路UCC28051(IC1)和大功率MOS-FET开关管Q1,Q9为核心组成的PFC(功率因数校正)电路;三是以驱动控制电路DLA001(IC3)和大功率MOSFETGET管Q3,Q4组成的主开关电源,向负载电路提供+24V和+12V电源。
通电后副电源首先启动工作,为主电路板微处理器控制系统提供+5V的工作电压;二次开机后,副电源为UCC28051和DLA001提供VCC-ON供电,主开关电源启动工作,向主板及背光驱动电路提供+24V和+12V电压。
待机时,开/待机控制电路切断UCC28051和DLA001的VCC-ON供电,主电源停止工作。
该电源板设有以晶闸管为核心的过流、过压保护电路,当开关电源发生过流、过压故障时,晶闸管触发导通,保护电路启动,与待机控制一样,切断UCC28051和DLA001的VCC-ON供电,主电源停止工作。
一、副开关电源
台达电源板中的副电源电路如图1所示,由内含振荡、稳压、驱动和MOSFET大功率开关管的厚膜电路IC901(ICE3B1065)和开关变压器T901-4组成。T901-4在冷端和热端共有两组电压输出,在冷接地端的输出,为主板上的微处理器控制系统提供+5VSB电压;在热接地端的输出,既为主开关电源厚膜电路IC901的⑦脚提供VCC工作电压,也为PFC电路IC1和PWM主开关电源驱动控制电路IC3提供14.6V工作电压。
1. ICE3B 1065简介
ICE3B 1065是一款高集成度、高性能的PWM+MOSFET二合一电流型离线式开关电源控制器,内含67kHz振荡电路、误差放大电路、驱动电路、大功率MOSFET开关管和带有PWM调节功能的DC/DC模块,并且具有以下特点:
(1)低内阻电流和工作电流。
(2)内置前沿消隐(LEB)电路。
(3)内置峰值电流补偿和同步斜坡补偿电路。
(4)内置固定振荡频率电路,具有抖频功能,可以降低EMI电磁干扰)。
(5)逐周期限制电流,性能可靠稳定,外围电路结构简单。
(6)在空载或轻载时,工作于降频和跳周期工作模式,待机功率低;待机时进入跳频周期模式,空载损耗低于0.3W,效率高于80%(满载),符合“能源之星”等待机功耗国际标准要求。
(7)具有完善的保护功能:过载保护(过流保护、过压保护)、欠压保护、过温保护、开环保护、输出短路保护等。
ICE3B1065采用DIP8封装,无需加装散热器便可输出16W左右的功率,现已广泛用于机顶盒、DVD/EVD、电源适配器及液晶彩电的副开关电源电路中,其引脚功能与实测电压见表1。
2.启动过程
接通电源开关后,AC220V市电经保险丝F1-1和由CX1, FL1-2,CX2,CY3,F12-1,L1抗干扰电路滤除干扰后,由BD1桥式整流、C1,L2,C2滤波后,得到100Hz约+300V脉动直流电压,该电压再经PFC电路斩波储能电感和D1,C3整流滤波产生稳定的320V左右的+B电压(该电压在PFC电路工作后上升到380V左右),+B电压经过开关变压器T901-4初级线圈加到IC901的⑤脚,此IC内部恒流源通过⑤脚对①脚外接电容C904充电,当C904上的电压达到4.4V时,内部电路启动,振荡电路产生脉冲驱动,经内部电路处理后,驱动⑤脚内部MOSFET开关管工作于开关状态,T901-4次级线圈中产生感应电压。
T901-4次级有两组线圈。冷地端的一组线圈感应电压经过D951,C951,C952,L951,C953整流滤波,得到5V直流电压(+5VSB),经连接器CN201的①脚输出,向主电路板的微处理器控制系统供电。T901-4次级热地端的①-②绕组感应电压经D905 , C902整流,得到15.5V左右的直流电压,一方面通过ZD903,ZD904分压稳压,给IC901的⑦脚提供13V工作电源,以代替IC901内部启动电源;另一方面送到开/待机控制管Q902的e极,经待机电路控制后,由ZD901,Q901稳压产生14.6V电压,为PFC校正电路和主电源驱动IC提供VCC-ON电源。
3.稳压控制
稳压控制电路由取样电路R,953,R956,误差放大电路IC951(APL431),光电耦合器IC902(PC 123Y82)和IC901的②脚内部电路组成,调整IC901输出的功率管激励信号的脉宽,输出电压稳定在5V。
当电网电压升高或负载变轻引起+5VSB电压升高时,经P,953,R956分压取样后,加到误差放大电路IC951R端的电压升高,导致K端电压下降,光电耦合器IC902内发光二极管电流增大,发光加强,IC902内光敏三极管电流增大,将IC901的②脚电压拉低,经IC901内部电路比较控制后,开关管驱动脉冲宽度变窄,内部MOSFET开关管导通时间缩短,T901-4各绕组的感应电压降低,其次级绕组整流滤波后输出的+5VSB电压降低到正常值。若5VSB端电压下降,则稳压过程与上述相反。
4.市电欠压保护电路
副电源设计有市龟欠压和过流保护电路。市电欠压保护由整流分压电路D90,1,R901-R904和检测控制电路Q903 , Q904组成,对IC901的①脚软启动电路进行控制。
当AC220V电压正常时,通过D901半波整流,经R901 -R903与R904分压,为Q903基极提供电流,使其导通,后级Q904截止,对IC901的①脚电压不产生影响,副开关电源正常工作;当市电低于AC90V时,上述整流分压电路输出的电压过低,Q903截止,则Q904饱和导通,将IC901的①脚对地短路,IC901停止振荡,关闭输出。Q903的作甩是在Q904截止后,将C904上的电荷通过R906和R904对地泄放,为下次开机软启动做准备。
5.过流保护电路
IC901③脚外接的电阻R912,R913是内部开关管电流负反馈电阻,一旦负载过重,流过内部MOSFET开关管电流增大时,IC901的③脚电压将会升高,IC检测到该电压升高信息后,将改变PMW驱动脉冲的占空比,直到中断输出。