1.EMI抗电磁干扰)输入电路
开关电源的工作过程是先将工频交流电整流为直流电,再通过振荡电路变为高频交流电,最后整流为直流电。在这个过程中,会产生很多的射频干扰,干扰信号会经过供电线路辐射出去,严重时会影响到线路中其他电子设备的正常工作。为了达到电磁兼容性的相关指标,就需有效地抑制开关电源的干扰,因此在电源输入电路中增加了EMI滤波电路,如图6所示。
从结构上看,该电路实际是一个低通滤波器,U1 -LF3为共模扼流线圈,它是绕在同一磁环上的三组独立的线圈,圈数相同,绕向相反,在磁环中产生的磁通相互抵消,磁芯不会饱和,主要抑制共模干扰,电感值越大对低频干扰滤除效果越好(增加这样的滤波电感能大幅提高消除共模干扰的能力)。CY3、CY6为共模电容,主要抑制差模干扰,即火线和零线分别与地之间的干扰,电容值越大对低频干扰抑制效果越好。CX1、CX3为差模电容,主要抑制共模干扰,即抑制火线和零线之间的干扰,电容值越大对低频干扰抑制效果越好。R2-R5对该电路中的电容起泄放作用,在关机后迅速泄放CX1、CX3中存储的电荷,以防止其储存的电荷损坏元件或对人体造成电击伤害。
2.副开关电源电路
该电源板副开关电源电路如图7所示,在冷地端输出+5VSB电压,在热地端输出约15V的VCC电压。单芯片ICE3B0565(IC6)的引脚功能与实测电压见表1。
副并关电源不受开/关机控制,接通AC220V市电后,整流全桥BD1输出的+300V直流电压VDC,通过保险电阻FB2加至开关变压器T2的初级④-⑤绕组上。IC6的⑤脚得电后分两路:一路加给内部MOs管漏极,此时MOs管源漏极间阻值接近∞,T2A初级绕组中无电流通过;另一路经过分压电路后对IC6的①脚外接电容C36充电,当C36两端电压达到4.3V时,IC6内部的振荡电路开始工作,输出PWM驱动信号加到MOs管栅极,此时MOs管工作在开关状态,其导通时间受内部脉宽调整电路控制。这时T2A初级绕组中有交流电流流过,则次级绕组中产生感应电压,T2A的②脚输出电压经D16、C22整流滤波后,给IC6的⑦脚提供14V供电,此时软启动电路停止工作,IC6转为正常工作模式。
稳压过程:当+5V输出电压升高时,经过RS41、RS42分压得到的电压也会升高,ICS2导通变深,光耦IC5的③、④脚间的等效电阻阻值变小,IC6的②脚电压下降,内部脉宽控制电路输出的PWM变窄,使输出电压下降,反之其过程则相反。
保护电路:在IC6内部,其③脚一路直接接MOs管源极,另一路接过流保护电路。当MOs管输出电流过大时,R65和R78两端压降升高,当该电压高于0.7V时,内部过流保护电路动作,IC6停止工作。
3.功率因数校正电路(PFC )
家用电器多为感性负载,由于感性负载的电流滞后于所加电压,即电压和电流的相位不同,如图8所示,这就使得供电线路效率低下。为了提高供电线路的效率,要求在感性用电器上并联一只电容,用以调整用电器上的电压、电流相位特性,即利用电容上电流超前电压的特性来进行补偿,使总特性接近于阻性,从而提高供电效率,这种方法叫做功率因数校正(PFC)。
PFC分无源和有源两种类型比较常用的是有源PFC(液晶彩电电源板多采用此类型)。有源PFC电路可等效为一个DC-DC转换器,将该转换器放在开关电源的整流输出电路和滤波电容之间,它的工作原理和我们常见的开关电源类似。有源PFC变换器绝大部分采用升压式,其目的是在输出功率一定时有较小的输出电流,从而减小输出电容的容量和体积,同时也可减小升压电感元件的绕组线径。有源PFC转换之后输出的电压约为380V~400V。
本电源PFC电路如图9所示,其核心元件IC 1(L6562D)的引脚功能与实测电压见表2。IC1的⑧脚的15V供电来自副电源,由开/待机控制电路中的Q5进行控制。IC1的⑦脚输出PFC校正信号,由Q6进行放大并送到Q1的栅极,驱动Q1工作在开关状态。当Q1导通时,L1A将300V电能转换为磁能进行存储,此时电压的极性为左正右负,IC1的⑤脚通过L1B检测L1A的磁能存储状态。同时,300V电压经D8和TH1对负载供电,并对C6进行充电。当C6两端电压达到300V,且Q1截止时,L1A中存储的磁能以电能形式开始释放,此时的极性为左负右正,正极通过D9对负载进行供电并对C6充电。稳定时,C6两端的电压约为上述两者之和(B+PFC ),即约等于400V,这时D8反向截止。当IC1的⑤脚检测到磁场消失后,IC1进入下个工作周期。
稳压过程:当PFC输出电压升高时,通过R17-R19与R26分压得到的电压也会升高,此电压送到IC1的①脚,在IC1内部进行比较,IC1的⑦脚输出的PWM信号占空比变窄,即Q1导通时间变短,L1A储能下降,最后使输出电压降低。PFC输出电压降低时的控制过程与上述相反。
保护电路:当交流供电电压高于或者低于该电源板的设定阂值时,其电压通过R71、D21、 R73 、D22 、 R22 、 R23反馈给IC1的③脚,此时IC1停止工作。当Q1源漏极电流增加时,R42两端产生的压降也会随着升高,此电压反馈到IC1的④脚,当超过设定值时,IC1停止工作。