2.电源工作原理
(1)电源启动与振荡形成
合上电源开关S801,市电由C801-L805-C804共模滤波除去高频干扰脉冲,得到纯净交流电,再经13801~3804-C805桥式整流滤波,产生约300V直流悬浮电压,然后分成两路:一路通过开关变压器T801(3)→(1)主绕组→L801加到MOSFET功率器件Q801漏极;另一路通过R806+R804+R805三只串联电阻限流加到PWM控制器IC801(3)脚。
注入IC801(3)脚电流给(7)脚外接电容C807充电,当充电电压升到12.8V时,内部电路启动,OSC振荡器输出时钟脉冲由激励级放大从(8)脚输出,驱动外部的MOS—FET功率管Q801导通;Q801导通后,整流电流经T801(3)-(1)绕组→L801→Q801漏-源极→R811→公共热地构成的闭合回路,在R811上形成电压降给C808充电,并加到I801(6)脚内电流比较器的同相输入端,当(6)脚电压上升到反相端设定的基准门限电压时,比较器翻转,触发RS锁存器复位,关断Q801漏一源通道,直到下一周期OSC输出时钟脉冲时再次驱动Q801导通……上述过程交替进行,开关电源进入周期性的高频振荡状态。
电源振荡形成后,T801(4)~(5)绕组感应脉冲由D807-C810整流滤波,产生+15V直流电压,经D809加到I801(7)脚,取代(3)脚启动电源为其内控制电路供电。
T801(8)~(9)绕组感应脉冲由D821整流、C822-L803-C823π。型滤波,得到+12V直流电压为LCD屏内逆变高压电路供电;T801(10)~(11)绕组感应脉冲由D822整流、C824∥C828-L804-C825π型滤波,产生+5.0V直流电压,为机芯微处理器Icl06供电,+5V直流电压由四端稳压器稳压调整成3.3V和2.5V给数字电路I105、I101和I102等供电。
(2)PWM稳压控制调整
SG6841属于峰值电流模式控制PWM,简称电流模式控制。从图2可以看到,由IC801(20)脚输入的反馈电压信号送到PWM比较器后,并不是像电压模式控制那样与OSC电路产生的固定三角波电压斜坡比较,而是与一个变化的、其峰值代表输出电感电流峰值的三角波和斜波合成波形信号比较,然后得到PWM关断信号。这种由电压外环和电流内环控制PWM的双闭环控制系统,具有对输入电压变化和负载变化的动态响应快和控制设计简单,自动的磁通平衡以及瞬时峰值电流限制等优点。
开关电源产生的+5.0V直流电压由R825∥R524分压采样,加到精密基准电压源I803控制端,与内部2.5V基准电压比较,产生误差电压,经放大,控制光电耦合器1802(1)~(2)脚内发光二极管中的电流,进而使1802(4)~(3)脚内阻减小→加到I801(2)脚的反馈电压(由内部6V电压分压产生)减小→I801(6)脚充电电压上升至比较器反相输入端电压所需时间缩短→PWM控制信号提前关断开关管Q801→T801(3)-(1)绕组转换储存的能量减少→+5V直流电压回落到设定值。
(3)开关电源的保护功能
浪涌电压限制保护:开关管Q801由导通翻转至截止瞬间,急骤突变的漏极电流在T801(3)~(1)绕组激发上负下正的反向电动势,其值达交流峰值的数倍;这时开关二极管D806正向导通给C806充电,随后通过电阻R833~R836放电,将浪涌尖峰脉冲吸收转换成焦耳热释放,以免瞬间击穿开关管Q801。
过电压保护:T801(4)~(5)绕组感应电压由D807-C810整流滤波、经隔离二极管D809加到I801(7)脚和齐纳二极管I)808负端:电源输出电压正常→D808截止→Q803截止→I801(5)脚悬空为高电平;如果电源输出电压升高达到整定阈值→T801(4)-(5)绕组感应并经整流滤波的直流电压将D808击穿→Q803饱和导通→I801(5)脚电压下拉至0.65V以下,比较器翻转,关断内部偏置供电一开关电源停止工作。
在I801(5)脚还接有过热保护电器。当芯片温度上升到120℃时,I801(5)脚被下拉到O.65V以下,比较器翻转,通过与非门关断控制电路偏置。
过电流保护:在I801((6)脚电流比较器的反相输入端加有0.85V基准门限电压。如果I801(2)脚电压失控,使流过开关管Q801的漏极电流增大、当R811上的电压降达到O.85V时,电流比较器翻转,触发Rs复位,关断开关Q80l,以免迅速增大的漏极电流热击穿MOSFET功率器件。
欠压锁定保护:开关电源进入振荡工作后,I801对(7)脚输入的VOD电压进行检测,如果加到(7)脚内比较器同相输入端的直流电压下降到其反相输入端设定的10V门限电压,则比较器翻转,通过与非门关断控制电路偏置。
功率限制保护:设在SG6841内的功率限制器是通过检测反馈到I801(2)脚的直流电压来实现保护功能的。如果负载出现过流,使反馈到I801(2)脚的直流电压下降至4.2V以下,则功率比较器动作,从第一输出端产生控制信号触发RS锁存器复位,关断开关管Q801;同时从第二输出端输出控制信号,通过与非门关断控制电路的偏置供电,使OSC停止振荡。
如果电源负载出现开路或进入待机工作状态(仅为CPU提供5V电压),则芯片内的节能模式控制器动作,自动降低OSC振荡频率,使电源进入弱振窄脉冲激励方式,以减小电源处于轻负载或待机状态时的耗能。