TDA16846在康佳彩電開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用

    一、簡(jiǎn)介
    TDA16846是飛利浦公司1998年推出優(yōu)化的開(kāi)關(guān)電源控制集成電路，它是一塊以開(kāi)關(guān)模式控制的功率源，內(nèi)部設(shè)有振蕩器，并由一系列比較器、放大器、緩沖器和R-S觸發(fā)器等組成，并采用了開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源成功的各種控制技術(shù)和保護(hù)電路。它既可工作于固定工作頻率( 低20kHz)方式，也可工作于自由調(diào)整方式或同步方式。對(duì)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸出電壓的穩(wěn)壓調(diào)整既可采用內(nèi)部的誤差放大(EA)與控制電壓(BCV)進(jìn)行調(diào)整控制，也可通過(guò)外部的取樣誤差比較光耦合器進(jìn)行穩(wěn)壓控制。并采用開(kāi)關(guān)頻率隨負(fù)載變化而連續(xù)進(jìn)行調(diào)整方式來(lái)獲得輕負(fù)載時(shí)的低功耗；以小電流、低電壓?jiǎn)?dòng)方式來(lái)減輕對(duì)功率開(kāi)關(guān)管的沖擊，輸出端口可接功率場(chǎng)效應(yīng)管，也可接雙極型功率晶體管。該集成電路保護(hù)功能完善，除具有初次級(jí)電壓的過(guò)壓保護(hù)和欠壓保護(hù)及功率開(kāi)關(guān)管過(guò)流保護(hù)外，還設(shè)有故障檢測(cè)用的兩個(gè)備用保護(hù)端口。因此，內(nèi)部電路穩(wěn)定可靠，外部電路簡(jiǎn)潔元件少，整體性能優(yōu)異。
    康佳在新產(chǎn)品系列T2168K、T2568K、T2968K、T3468K、P2962K和P2562K中廣泛采用TDA16846為核心組成的開(kāi)關(guān)電源電路。配以專(zhuān)用具有“禁止”和復(fù)位功能的穩(wěn)壓器TDA8133，簡(jiǎn)化了負(fù)載端電路，提高了整機(jī)的可靠性，能適應(yīng)市電180V～270V的變化范圍。轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明轉(zhuǎn)自“湖南陽(yáng)光電子技術(shù)學(xué)校-http://www.cfmuedu.cn”
    二、TDA16846端口功能說(shuō)明
    13腳：開(kāi)關(guān)脈沖輸出端。
    內(nèi)外電路和激勵(lì)波形如圖1所示。因?yàn)閳?chǎng)效應(yīng)管的輸入阻抗極高，設(shè)置防振電阻R903和柵源電阻R902；輸出波形前沿上升時(shí)間不大于250ns，后沿下降時(shí)司不大于125ns。
    14腳：TDA16846供電端口。
    開(kāi)機(jī)后，整流濾波后的300V，經(jīng)R918從2腳進(jìn)入(見(jiàn)圖2)，D1導(dǎo)通，14腳外接電容c913被充電，過(guò)約1.5秒鐘，14腳的電壓等于15V時(shí)，供電電壓比較器SVC輸出高電平，TDA16846開(kāi)始啟動(dòng)。啟動(dòng)后②腳電壓將會(huì)降至1．5V至5V之間，D1截止，于是14腳的工作電壓將由變壓器次級(jí)的13-14繞組電壓通過(guò)外部VD902整流后提供。該電壓只要不小于8V，開(kāi)關(guān)電源都將穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。若14腳的電壓大于16V時(shí)，比較器OVC將輸出高電平。使13腳輸出低電位，場(chǎng)效應(yīng)管V901截止，所以14腳具有諸如負(fù)反饋失效、振蕩過(guò)強(qiáng)，次級(jí)電壓的過(guò)壓保護(hù)。當(dāng)14腳電壓小于8V時(shí)，SVC將輸出低電平，13腳也輸出低電位，場(chǎng)效應(yīng)管截止，14腳又對(duì)振蕩過(guò)弱、輸出電壓過(guò)低(約為標(biāo)準(zhǔn)值的1／2)，諸如負(fù)載短路起保護(hù)作用。
    ②腳：初級(jí)電流信息輸入及其過(guò)流保護(hù)端口。
    反相器的輸出受13腳驅(qū)動(dòng)脈沖的控制：低電平時(shí)，反相器輸出高電位，電子開(kāi)關(guān)接通，C918放電至1．5V；高電平時(shí)，輸出低電位，電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，300V通過(guò)R918對(duì)C918充電，2腳電壓逐漸上升至控制電壓Vcv時(shí)，觸發(fā)器ONTC翻轉(zhuǎn)，場(chǎng)效應(yīng)管截止(見(jiàn)圖3)。因此，控制電壓 大值Vcvm將限制場(chǎng)效應(yīng)管的 長(zhǎng)導(dǎo)通時(shí)間，故2腳又稱初級(jí)電流信息輸入過(guò)流保護(hù)端口。



    如果因某種原因負(fù)載加重，相應(yīng)地初級(jí)電流必然也更大，但因 大初級(jí)電流ID被限制，各繞組的輸出電壓必然降低，直至14腳端供電電壓小于8V，產(chǎn)生欠壓保護(hù)作用， 后“保護(hù)性”關(guān)機(jī)。因某種原因使時(shí)間常數(shù)R918×C918變小(例如電容漏電)，充電加速，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通期縮短，保護(hù)作用勢(shì)必提前發(fā)生．各繞組電壓勢(shì)必下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)關(guān)機(jī)。這就是②腳外電阻R918和電容C918所起的基本作用。
    ④腳：軟啟動(dòng)控制端口。
    開(kāi)機(jī)瞬間，由于電容充電的初始電流特大，整機(jī)大部分支路均處于低壓大電流的工作狀態(tài)，俗稱“浪涌”電流，在具有大電感的支路中，浪涌電流又會(huì)使感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)很高。為保護(hù)元器件，特別是大功率場(chǎng)效應(yīng)管不被浪涌電流和高感應(yīng)電勢(shì)損壞，在TDA16846內(nèi)設(shè)置有開(kāi)機(jī)瞬間的軟啟動(dòng)電路，可在開(kāi)機(jī)時(shí)整機(jī)各點(diǎn)處于低壓小電流的工作狀

    剛開(kāi)機(jī)時(shí)，內(nèi)部5V電源經(jīng)電阻R2對(duì)④腳外接C920充電(見(jiàn)圖4)。由于BCV是接成并聯(lián)電壓負(fù)反饋形式，閉環(huán)電壓放大倍數(shù)等于1，因此其輸出的Vcv(即控制電壓)將與④腳電壓一樣，隨時(shí)間緩慢上升趨向 高值(Vcv·m=5V)，該控制電壓Vcv (t)提供給“開(kāi)時(shí)間比較器”O(jiān)NTC的反相輸入端，作為參考電壓，控制著驅(qū)動(dòng)脈沖(即場(chǎng)效應(yīng)管的)導(dǎo)通期Ton，隨著Vcv(t)緩慢上升逐漸展寬，直至Vcv=Vcv·m時(shí) 寬。完成軟啟動(dòng)過(guò)程。


    ③腳：過(guò)零電壓檢測(cè)／誤差電壓輸入端口。
    該端口的內(nèi)外部電路如圖5所示。當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管由導(dǎo)通至截止時(shí)，會(huì)在13-14繞組感應(yīng)出反相電壓與c919產(chǎn)生振鈴(其感應(yīng)電壓波形如圖5)，當(dāng)其小于25mV(過(guò)零標(biāo)志)時(shí)，過(guò)零檢測(cè)比較器ED1輸出高電平，場(chǎng)效應(yīng)管重新觸發(fā)導(dǎo)通，所以③腳又稱開(kāi)關(guān)管觸發(fā)導(dǎo)通端口，可見(jiàn)開(kāi)關(guān)管的截止期Toff將由振鈴和放電速率決定。該腳還與內(nèi)部的控制電壓Vcv的誤差放大器EA相連，其同相輸入端連接參考電壓Vref=5V。次級(jí)繞組13-14感應(yīng)的正極性開(kāi)關(guān)脈沖電壓經(jīng)過(guò)R919與R909分壓后送入EA反相輸人端。當(dāng)輸出電壓較高時(shí)，脈沖電壓的幅度大于Vref，誤差放大器EA輸出負(fù)極性脈沖，D2導(dǎo)通，經(jīng)c920平滑使Vcv電壓較低，輸出電壓將自動(dòng)調(diào)低，當(dāng)輸出電壓較低時(shí)，脈沖電壓幅度(TON窄)低于
Vref，EA輸出高電位，D2截止，Vcv電壓由于C920被5V充電而較高，輸出電壓又自動(dòng)地調(diào)高。便實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出電壓的自動(dòng)穩(wěn)壓控制。由此可見(jiàn)，即使沒(méi)有光耦臺(tái)器負(fù)反饋支路，TDA16846③腳也能完成穩(wěn)壓控制作用。
    ⑤腳：光電耦合端口。
    采用③腳的負(fù)反饋穩(wěn)壓作用，已經(jīng)滿足控制靈敏度的要求，⑤腳可以懸空，但是如果需要更高的控制靈敏度，則可以外接誤差放大器，并通過(guò)光耦臺(tái)器從5腳輸入完成穩(wěn)壓控制作用，如圖6所示。B+的微量變化經(jīng)誤差比較器從V902集電極輸出的誤差電壓，經(jīng)N902光電轉(zhuǎn)換使5腳的控制電壓Vcv減小(或增大)，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通期Ton減小(或增大)，完成對(duì)輸出電壓穩(wěn)壓控制。值得注意的是，內(nèi)部BCV的同相輸入端同時(shí)存在兩條線兩個(gè)輸人電壓，兩者相比電壓較高一路被阻隔，BCV將跟隨電壓較低的那路形成控制電壓Vcv，使形成二條負(fù)反饋穩(wěn)壓支路同時(shí)存在，而電壓較低者優(yōu)先的“雙保險(xiǎn)”局面。



    11腳：初級(jí)電壓檢測(cè)端口。
    在11腳內(nèi)設(shè)置了對(duì)電網(wǎng)電壓的檢測(cè)電路，對(duì)其過(guò)壓或欠壓均有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，如圖7所示。經(jīng)橋式整流濾波后未穩(wěn)電壓Vo，經(jīng)R920、R910分壓后使11腳電壓小于1V時(shí)，PVC輸出高電平使觸發(fā)器的Q=0，從而使開(kāi)關(guān)管截止，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓欠壓保護(hù)，若11腳電壓大于1.5V(電網(wǎng)電壓過(guò)高)，PVA輸出端為低電平，D5導(dǎo)通，Vcv電壓將等于“4V-V（11腳）／3”，這時(shí)相應(yīng)的初級(jí)電流減小并接近或小于場(chǎng)效應(yīng)管的實(shí)際工作電流，開(kāi)關(guān)電源輸出電壓降低，以過(guò)流保護(hù)形式實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)電壓的過(guò)壓保護(hù)。轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明轉(zhuǎn)自“湖南陽(yáng)光電子技術(shù)學(xué)校-http://www.cfmuedu.cn”

    ①腳：振鈴抑制端口。
    ①腳外接R907與C917并聯(lián)到地，內(nèi)連截止時(shí)間比較器OFTC的反相輸入端(見(jiàn)圖8)，其同相輸入端內(nèi)接控制電壓Vcv。場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通期Ton，恒流源接通，約1mA電流對(duì)C917充電，直至3.5V為止。當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)向截止時(shí)，C917通過(guò)R907放電，輕負(fù)載時(shí)，Ton較窄，Vcv的 小值為2V；C917由3.5V放電至2V的時(shí)間 長(zhǎng)(Tc=0．47R907×C917)。只要①腳電壓大于Vcv，此間OFTC輸出低電平，與門(mén)G2關(guān)閉，阻止與其“相與”的③腳振鈴電壓?jiǎn)为?dú)使場(chǎng)效應(yīng)營(yíng)觸發(fā)導(dǎo)通，保證在輕負(fù)載時(shí)有足夠的T。將由③腳電壓括振鈴自行控制，可參見(jiàn)圖5所示
    ⑦腳：固定/同步頻率端口。

    圖9中的⑦腳外接R7、c7并聯(lián)后與內(nèi)部具有正反饋電阻網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)算放大器，組成自激式方渡振蕩。當(dāng)C7為低電位時(shí)，KSY輸出高電位(約4V)且通過(guò)R4以1mA電流對(duì)c7快速充電，c7上電壓上升，至KSY同相輸入端電壓(約3.6V)時(shí)，其輸出端開(kāi)始降低，由于正反饋的作用，KSY輸出迅速轉(zhuǎn)為低電平，二極管D4截止，C7開(kāi)始通過(guò)R7慢速放電，只有當(dāng)C7的放電電壓接近1．5V時(shí)，KSY翻轉(zhuǎn)輸出高電位，通過(guò)“與門(mén)”電路輸出高電位使ONTF翻轉(zhuǎn)，場(chǎng)效應(yīng)管再次導(dǎo)通，因此振蕩頻率決定于兩個(gè)固定的時(shí)間常數(shù)R4·C7和R7·C7。
    若⑦腳外懸空或接固定的電壓，KSY將不起作用，工作于頻率自動(dòng)調(diào)整模式。
    若⑦腳外部除R7、c7并聯(lián)接地外，還通過(guò)光電耦合器與某外部同步振蕩器輸出的矩形脈沖相耦合，則工作于同步模式。康佳的“K”型機(jī)中將⑦腳與⑨腳相連，說(shuō)明TDA16846工作于自動(dòng)頻率調(diào)整模式。
    ⑨腳：參考電壓5v輸出端口。
    若外接電阻到地，⑥腳故障比較器(FC2)就能有效工作。
    ⑩腳或⑧腳：故障比較器輸入端口。
    ⑩腳門(mén)限電壓為1v，⑥腳門(mén)限電壓為1.2V。高于門(mén)限電壓時(shí)，比較器輸出高電他，立即使13腳輸出零電平，開(kāi)關(guān)電源關(guān)閉，不過(guò)康佳“K”型機(jī)中未用。
    ⑧腳：空腳。
    ⑥腳：接地。