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分析及维修液晶彩色电视DC-DC变换器电路(上)
来源:本站整理  作者:佚名  2012-08-20 10:46:06

液晶彩电的 DC-DC 变换器也称直流—直流变换器,主要分为两种类型:一种是线性稳压器;另一种是开关型 DC-DC 变换器。二者各有优缺点,适用于不同的场合。

DC-DC 变换器一般安装在主板上,也有的分散安装在主板、开关电源板等多个电路板上。

 

一、线性稳压器

线性稳压器主要包括普通线性稳压器和低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator,LDO)两种类型。它们的主要区别是:普通线性稳压器(如常见的 78 系列三端稳压器)工作时要求输入与输出之间的压差值较大(一般要求 2~3 V 以上),功耗较高:而 LDO 工作时要求输入与输出之间的压差值较小(可以为 1 V 以下,甚至更低),功耗较低。

 

1.线性稳压器基本工作原理

线性稳压器是通过输出电压反馈,经误差放大器等组成的控制电路来控制调整管的管压降 VDO(即压差) 来达到稳压的目的,如图 1 所示。它的特点是:

VIN>VOUT,且调整管工作在线性区(线性稳压器因此得名)。当输入电压的变动或负载电流的变化引起输出电压变动时,可通过反馈及控制电路,改变 VDO的大小,使输出电压 VOUT基本不变。

 

无论是普通线性稳压器,还是 LDO 稳压器,其工作原理是一致的,不同的是:二者采用的调整管结构 不 同 ,从而使 LDO 比普通线性稳压器压差更小,功耗更低。

 

有些液晶彩电中使用的线性稳压器,设有输 出 控 制端。也就是说,这种稳压器输出电压受控制端的控制。图 2 所示是可控稳压器的原理框图。图中的EN(有时也可用符号 SHDN 表示)为输出控制端,一般由微处理器加低电平(或高电平)使 LDO 关闭(或工作),关闭电源状态下,耗电约 1μA。

 

2.线性稳压器的特点

线性稳压器具有成本低、封装小、外围器件少和噪声小的特点。线性稳压器的封装类型很多,非常适合在液晶彩电中使用。对于固定电压输出的使用场合,外围只需 2~3 个很小的电容即可构成整个方案。

 

超低的输出电压噪声是线性稳压器最大的优点。输出电压的纹波不到 35μV,又有极高的信噪抑制比,非常适合用于对噪声敏感的小信号处理电路供电。同时,在线性电源中因没有开 / 关时大的电流变化所引发的电磁干扰(EMI),所以便于设计。

 

线性稳压器的缺点是效率不高,且只能用于降压的场合。线性稳压器的效率取决于输出电压与输入电压之比 η=Vo:Vi。例如,对于普通线性稳压器,在输入电压为 5 V 的情况下,输出电压为 2.5 V 时,效率只有50%。看来,对于普通线性稳压器,约有 50%的电能被转化成热量流失掉了,这也是普通线性稳压器工作时易发热的主要原因。对于 LDO,由于是低压差,因此效率要高得多。例如,在输入电压为 3.3 V 的情况下,输出电压为 2.5 V 时,效率可达 76%。所以,在液晶彩电中,为了提高电能的利用率,采用普通线性稳压器较少,而采用 LDO 的则较多。

 

二、开关型 DC-DC 变换器

液晶彩电中的开关型 DC-DC 变换器主要有电感式DC-DC 变换器和电容式(电荷泵式)DC-DC 变换器。这两种 DC-DC 变换器的工作原理基本相同,都是先储存能量,再以受控的方式释放能量,从而得到所需的输出电压。不同的是,电感式 DC-DC 变换器采用电感储存能量,而电容式 DC-DC 变换器采用电容储存能量。

 

由于开关型 DC-DC 变换器工作在开关状态,因此,变换效率较高,功率消耗较小,缺点是输出电压波纹较大。

 

电容式 DC-DC 变换器的输出电流较小,带负载能力较差。因此,在液晶彩电中,一般采用电感式开关型DC-DC 变换器。

 

对于开关型 DC-DC 变换器,按照输入/输出电压的大小和极性,又分为升压式、降压式和反转式三种:当输入电压低于输出电压时,称为升压式,主要为 LED背光源供电:当输入电压高于输出电压时,称为降压式,这种方式应用最广,主板、液晶显示屏的供电电路一般均采用这种方式;当输出电压与输入电压极性相反时,称为反转式,这种供电电路可输出负电压,主要为液晶显示屏栅—源驱动电路供电。

 

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