LED显示屏用电源的设计

    1） 导 通 过 程
    Q₁、 Q₂开 通 时 ， 除 一 路 电 流 通 过 Q₁、 T₁副 边 、 Q₂外 ， 另 一 路 电 流 流 过 Q₁、 C₅、 L₇、 D₁₀、 C₇、 Q₂形 成 LC振 荡 回 路 ， C₅、 C₇被 充 电 。 当 A与 B点 之 间 的 电 压 uAB等 于 主 电 路 电 压 VDC时 ， 由 于 D₁₀的 单 向 导 电 性 ， 振 荡 结 束 。 电 感 L₇起 限 制 C₇、 C₅中 的 电 流 变 化 的 作 用 。 Q₁、 Q₂中 流 过 的 电 流 为 从 副 边 折 算 到 原 边 的 负 载 电 流 与 C5、 C7充 电 电 流 之 和 。
    2） 关 断 过 程
    Q₁、 Q₂关 断 时 ， 由 于 B点 对 地 电 压 为 零 ， C7从 零 开 始 充 电 ， Q₂对 地 电 压 u_Q2缓 慢 上 升 ， Q₂零 电 压 关 断 。 加 在 Q₂上 的 电 压 因 二 极 管 D₁₅的 钳 位 作 用 ， 最 终 为 VDC。 因 此 ， B点 电 压 升 为 VDC。 Q₂实 现 零 电 压 关 断 过 程 。
    由 于 变 压 器 励 磁 电 感 、 漏 感 及 引 线 寄 生 电 感 所 引 起 的 感 应 电 势 的 能 量 通 过 C₇、 D₁₄返 回 电 源 ， Q₂上 的 电 压 维 持 在 VDC直 到 变 压 器 原 边 磁 通 复 位 。 此 时 ， Q₁、 Q₂上 的 电 压 分 别 为 VDC/2直 到 新 的 工 作 周 期 。
    Q₂的 开 通 期 间 与 关 断 期 间 的 状 态 与 普 通 开 关 管 同 期 间 的 状 态 相 同 。
    图 5为 实 测 Q2开 关 波 形 。 图 6为 实 测 Q₂零 电 压 关 断 波 形 。
    从 以 上 分 析 中 ,可 以 总 结 出 以 下 特 点 。
    1） 电 路 中 每 个 开 关 管 的 最 大 工 作 电 压 等 于 电 源 电 压 。
    2） Q₁、 Q₂关 断 的 电 压 上 升 率 分 别 决 定 于 电 容 C₅、 C₇的 容 量 。
2． 3 控 制 电 路 设 计
    为 保 证 电 源 安 全 可 靠 地 工 作 ， 电 路 设 计 中 采 用 TOP224Y制 作 一 反 激 式 开 关 电 源 作 为 辅 助 源 ， 如 图 7所 示 。 其 两 路 输 出 分 别 为 AC/DC部 分 和 DC/DC部 分 的 控 制 电 路 供 电 。

    AC/DC控 制 部 分 使 用 PFC控 制 芯 片 UC3854B。 交 流 输 入 过 、 欠 压 、 PFC变 换 直 流 电 压 （ 400V） 过 、 欠 压 时 都 关 闭 UC3854， 使 PFC部 分 停 止 工 作 。 这 些 故 障 信 号 通 过 隔 离 光 耦 传 递 到 DC/DC控 制 电 路 ， 以 达 到 在 AC/DC部 分 工 作 不 正 常 时 保 护 主 开 关 管 的 目 的 。
    DC/DC控 制 部 分 使 用 了 PWM控 制 芯 片 UC3846， 采 用 峰 值 电 流 型 控 制 模 式 。 峰 值 电 流 型 控 制 模 式 相 对 于 电 压 控 制 模 式 ， 负 载 响 应 速 率 快 ， 具 有 逐 脉 冲 限 流 特 性 ， 容 易 获 得 下 拖 形 状 的 限 流 特 性 ， 非 常 适 合 在 此 应 用 。
    n＋ 1冗 余 应 用 时 ， 多 模 块 必 须 有 均 流 功 能 。 该 电 源 输 出 电 流 较 大 ， 直 接 从 DC输 出 用 分 流 器 取 电 流
    信 号 功 率 损 耗 较 大 ， 同 时 装 配 工 艺 较 复 杂 。 因 此 ， 本 设 计 采 取 了 原 边 电 流 合 成 的 方 法 。
    用 电 流 传 感 器 取 出 开 关 管 导 通 时 变 压 器 原 边 的 电 流 信 号 。 该 信 号 包 含 了 变 压 器 的 励 磁 电 流 信 号 与 输 出 电 感 电 流 折 算 到 变 压 器 原 边 的 电 流 信 号 。 因 输 出 电 感 折 算 到 原 边 的 电 流 远 大 于 变 压 器 的 励 磁 电 流 ， 所 以 可 认 为 电 流 传 感 器 取 出 的 即 为 输 出 电 感 的 充 磁 电 流 。 这 是 输 出 电 感 电 流 的 上 升 部 分 ， 只 要 模 拟 出 输 出 电 感 续 流 时 的 下 降 部 分 ， 合 成 后 即 可 得 到 输 出 电 感 的 电 流 信 号 ， 也 为 输 出 电 流 信 号 。 取 出 该 合 成 后 的 电 流 信 号 后 就 可 用 于 电 流 保 护 的 控 制 与 均 流 控 制 上 了 。
    如 图 8所 示 ， 把 电 流 传 感 器 取 出 的 电 流 信 号 经 高 速 单 向 缓 冲 后 向 一 电 容 充 电 。 开 关 管 导 通 时 关 闭 恒 流 源 ， 而 开 关 管 关 断 时 打 开 恒 流 源 对 电 容 恒 流 放 电 。 在 选 择 合 适 的 电 路 参 数 后 ， 电 容 上 的 电 压 波 形 就 与 输 出 电 感 上 的 电 流 成 比 例 ， 放 大 后 就 可 得 到 输 出 电 感 电 流 ， 也 即 输 出 电 流 。
3 实 验 结 果
    对 样 机 的 测 试 指 标 如 下

    输 入 电 压 范 围 AC 150～ 270V
    输 出 电 压 范 围 DC 4.6～ 6.3V
    输 出 电 流 >120A
    效 率 >80％
    散 热 方 式 自 然 散 热
    限 流 特 性 下 拖
    厚 度 60mm， 可 安 装 在 LED显 示
               屏 体 上
    用 两 台 样 机 试 验 均 流 如 下 ：
    A机 5.6V B机 5.3V不 接 均 流 线 B机 不 工 作
    A机 5.6V B机 5.3V 接 均 流 线 A机 输 出 34A， B机 输 出 33A。
4 结 语
    随 着 这 种 电 源 应 用 量 的 不 断 增 加 ， 证 明 出 其 具 有 较 高 的 工 作 效 率 和 良 好 的 可 靠 性 ， 是 一 种 性 价 比 较 高 的 产 品 。

参 考 文 献

[1] 张 占 松 ， 蔡 宣 三 .开 关 电 源 的 原 理 与 设 计 [M].电 子 工 业出 版 社 ， 1998.