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电荷泵电路在液晶彩电中的应用
来源:本站整理  作者:佚名  2013-05-19 10:11:38

    在液晶电视中,由于所需的各种直流电压种类较多,为了满足这种需求,大量使用了DC-DC开关电源变换器,就是利用电感或者电容作为储能元件,充分利用电感中的电流不能突变和电容两端的电压不能突变的特性,由工作在较高频率的开关管控制其工作,开关管导通时,把输入的电能储存在电感或者电容里;当开关管截止时,储存在电感或者电容里的能量释放给负载。

    用电感作为储能元件的DC-DC变换电路叫作电感式 DC-DC开关电源变换器;用电容作为储能元件的DC-DC变换电路叫作电容式DC-DC卉关电源变换器。常见的采用电感作为储能的升压型(boost)DC/DC变换器和降压型(buck)DC/DC大家都很熟悉,就不做详细介绍了,本文简单介绍一下电容式DC-DC开关电源变换器的特点及在液晶彩电中的应用。

    电容式开关电源又叫作电荷泵电路,是利用电荷守恒原理工作的一种开关电源,采用泵电容来储存能量,通过开关控制泵电容的充/放电过程中电荷的转移达到能量的转移输出。其特点是体积小,电路结构简单,一般工作在高频率、小电流的情况下,且自身功耗低、静态功耗近似为零。

    电荷泵的核心器件是电容,主要是通过DC-DC开关芯片输出的PWM电压给电容充电,然后把电容充电电压与电源电压形成串联方式,就相当于提高了电源电压。图1是电荷泵电路在液晶电视中的基本工作原理等效示意图(忽略二极管压降,以下同),利用电荷泵电路可以很方便地获得倍压和负电压。

    液晶电视中电荷泵电路多应用在高频头所需33V调谐电压的产生,以及逻辑板中VGH,VGL电压的产生,下面分别举例并简单分析其工作过程。

    1.长虹LS30机芯液晶电视中的电荷泵电路
    长虹LS30机芯调谐电压33V产生电路如图2所示,它没有采用单独的DC-DC升压芯片,而是利用了24V转12V的DC-DC芯片MP1584的第一脚所输出的高频PWM脉冲,与外围元件组成电荷泵电路,升压产生高频头所需的33V工作电压。

    如图3所示,在一个振荡周期的TO-T1时间内MP 1584的①脚输出的PWM脉冲为低电压,24V通过复合二极管的①端和③端之间的二极管为泵电容C358充电,C358两端所充电压为24V,极性为左负右正。在T1-T2时间段MP1584的①脚输出的PWM变为幅度为24V的高电平,瞬间加到泵电容C358的左端,由于电容两端的电压不能突变,此时D70的③端对地电压为24V的PWM电压加上T1时间时电容所充的24V电压之和,为48V的脉动电压;此电压通过D70的③端与②端之间二极管整流隔离后,滤波、稳压得到稳定的33V电压。

    2.海信TLM26V68(1718板)液晶电视中的电荷泵电路

    海信TLM26V68(1718板)液晶电视DC-DC部分VGH/VGL原理图如图4所示,U11(AT1308A)是PWM控制IC, L25为储能电感,V808为开关管,C122和C130均为泵电容。

    (1) VDA电压(16V)的产生
    U11, V808 , L25 , VD803组成升压型开关电源电路,U11的⑤脚输出的PWM电压控制开关管V808的导通和截止,当U11的⑤脚输出的PWM脉冲为高电平时V808导通,5V电压通过电感L25 , V808,到地形成回路,因电感中的电流不能突变,此时有逐渐上升的电流流经L25, L25处于储能状态;当U11的⑤脚输出的PWM脉冲瞬间变为低电平时V808截止,此时会在L25两端产生与外加电压相反的感应电势,此电势与5V电压串联相加,在A点(见图4中所示)产生幅度约为16V的PWM电压,经过VD803整流C318滤波,再经过V809控制,C115,CA14,C116,C117,L17滤波得到16V的VDA电压。

    (2)VGH电压(23V)的产生
    VGH电压由泵电容C122、复合二极管VD804,滤波电容C125等组成的正电荷泵电路产生得到,A点(见图4中所示)幅度约为16V的PWM电压通过泵电容C122加到V804的3端,与加在V804的1端16V的VDA电压串联相加整流滤波后得到32V的电压,再经过9V稳压管VD801降压后,得到23V的VGH电压。

    (3)VGL(-5.5V)的产生
    图4中A点幅度约为16V的PWM电压,加到由泵电容C130、复合二极管VD805,滤波电容C127组成的负电荷泵电路产生得到一16V左右电压,此电压经过V810,VD812组成的串联稳压电路得到稳定的VGL电压-5.5V。

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