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如何設(shè)計滿足等離子顯示器安全要求的電源

發(fā)布時間:2012-11-12 責(zé)任編輯:Lynnjiao

【導(dǎo)讀】隨著人們對大屏幕彩電的需求不斷增加,等離子顯示器(PDP) 由于其體積小、視角寬、主動發(fā)光、亮度高、環(huán)境適應(yīng)性好等獨特的優(yōu)點,在競爭中占有相當?shù)膬?yōu)勢,隨著價格的降低,它必將進入家庭,有著巨大的市場需求。其中電源擔(dān)負著屏內(nèi)所有電路和顯示屏的供電,其技術(shù)含量高,功能復(fù)雜,那么如何設(shè)計滿足等離子顯示器安全要求的電源呢?

電源輸出特性

為了適應(yīng)全球輸入電壓范圍,交流輸入電壓為85~276V,經(jīng)過EMI濾波、整流后采用有源PFC作電壓預(yù)調(diào)整,共有8路輸出電壓:地址驅(qū)動電源Va,屏驅(qū)動電源Vs,邏輯控制電源Vcc,輔助電源(3路),風(fēng)扇電源,待機電源Vsb,其主要輸出特性如下:

屏驅(qū)動電源(Vs)輸出:165~185Vdc(可控),自動設(shè)置,Vs=165+10×Vrs,Vrs為參考電壓,在0~2V之間,由PDP提供,平均電流Is為1.5A,瞬時最大電流Isp為12.0A;
地址驅(qū)動電源(Va)輸出:55~65Vdc(可控),自動設(shè)置,Va=55+5×Vra,Vra為參考電壓,在0~2V之間,由PDP提供,平均電流Ia為1.8A,瞬時最大電流Iap為3.0A;
邏輯電路電源(Vcc)輸出:5Vdc(可控),瞬時最大電流Icp為5.0A;輔助電源輸出:+5V,3.5A;+12V,1A;-5V,0.5A;12V風(fēng)扇電源(Vfan):電流為0.5~1.0A;5V待機電源(Vsb):電流為0.5~1.0A。

地址驅(qū)動電源Va和屏驅(qū)動電源Vs分別受PDP控制,而且有時序要求,所以采用兩個獨立DC/DC變 換器;對于待機電源Vsb,在PDP不工作即其他所有輸出均關(guān)斷時仍然工作,所以Vsb采用一個獨立的DC/DC變換器;Vcc與Vs和Va是共地的,為 避免地線上的干擾,輔助電源組采用單獨一組DC/DC變換器,輸出內(nèi)部共地,同時為了避免差頻干擾,對大功率的Va和Vs變換器采用頻率同步的工作方式 (同步于PFC電路)。各變換器的邏輯關(guān)系及工作時序如下:

a.交流上電后,待機電源Vsb開始工作;
b.遙控開機后,先吸合繼電器,PFC輸出直流電壓,輔助電源、PDP邏輯控制電源Vcc工作;
c.屏控電路初始化后,發(fā)出可啟動高壓驅(qū)動開啟電平Vrr到PDP電源,Va和Vs啟動工作;
d.遙控關(guān)機時,屏控電路先關(guān)閉Vs和Va,后關(guān)Vcc和輔助電源;
e.遙控關(guān)機后,待機電源仍然工作,以便下一次的啟動。

開關(guān)機時序如圖1(a)、(b)所示。

開機時序
(a)開機時序

關(guān)機時序
(b)關(guān)機時序
圖1:開關(guān)機時序圖

圖1中的t1為PDP電源內(nèi)部高低壓之間的啟動延時,大約為110ms,Vrr是高壓封鎖信號,在Vrr為高電平之后即有高壓輸出,圖中的t3 表示Vs(165V)的軟啟動時間,大約為300~800ms,而Va(65V)無軟啟動。t4和t5僅代表關(guān)機時的先后順序,其本身數(shù)值的大小和負載的 情況密切相關(guān),在滿載情況下t4大約為450ms,t5大約為260ms。Vs和Va變換器是一起開機、一起關(guān)機,當前兩路中有1路保護(過流、過壓、過 熱)時,則將該兩路變換器全部關(guān)斷,但不關(guān)Vcc變換器。當Vcc變換器發(fā)生故障時,將Vs和Va變換器與Vcc變換器同時關(guān)斷,整個電源的結(jié)構(gòu)框圖如圖 2所示。
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結(jié)構(gòu)框圖
圖2:結(jié)構(gòu)框圖

電路設(shè)計

為了滿足PDP電源的上述特性要求,每種電源都需要不同的電路結(jié)構(gòu),下面詳細論述各個電路的設(shè)計。

EMI電路、有源功率因數(shù)校正電路和待機電源

為了滿足全球化需要,PDP電源必須滿足各個組織的EMI測試要求,根據(jù)阻抗匹配采用了如圖3所示拓撲結(jié)構(gòu)的EMI濾波器,經(jīng)過參數(shù)優(yōu)化和 PCB優(yōu)化,其傳導(dǎo)輻射通過了CLASS B標準,有源功率因數(shù)校正電路采用了UC3854作為主控芯片,功率因數(shù)達到99%,待機電源采用PI公司的專用待機電源芯片構(gòu)成單端反激變換器。

交流輸入濾波電路拓撲
圖3:交流輸入濾波電路拓撲

輔助電源

輔助電源采用UC3844組成單端反激變換器,電壓分別為一組5V/3.5A、-5V/0.5A,一路12V/0.5A,一路12V/1.0A,5V主控。

地址驅(qū)動電源Va和屏驅(qū)動電源Vs

此兩路電源功率都比較大而且受控,因此采用兩路相同結(jié)構(gòu)的獨立雙管雙正激變換器。我們以地址驅(qū)動電源Va為例進行設(shè)計,該路功率為120W,輸 出55~65Vdc(可控),自動設(shè)置,Va=55+5×Vra,Vra為參考電壓,在0~2V之間,由PDP提供。當Vra為2V時,對應(yīng) Va的輸出為65V。其控制電路采用SG3525芯片,把Vra電壓經(jīng)過分壓和濾波處理后加到SG3525的1腳上對輸出電壓控制。主拓撲采用雙管雙正激 變換器,特點是器件應(yīng)力小,不存在剩磁問題,電路簡單,避免直通問題,圖4為雙管雙正激變換器的原理電路。

雙管雙正激變換器的原理電路
圖4:雙管雙正激變換器的原理電路
 

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