有关LCD-TV电源的几个根本知识
问:LCD-TV POWER首要有反激式,正激式,谐振半桥式3种办法,想咨询一下37″以上的首要选用的那种结构,为什么?
答:反激式开关电源在操控开关接通期间不向负载供给功率输出,仅在操控开关关断期间才把存储能量转化成反电动势向负载供给输出;当操控开关的占空比为0.5时,变压器次级线圈输出电压的均匀值Ua约等于电压最大值Up(用半波均匀值Upa代之)的二分之一;而流过负载的电流Io(均匀电流)正好等于流过变压器次级线圈最大电流的四分之一。
当反激式开关电源当操控开关的占空比为0.5时,电压脉动系数Sv约等于2或大于2,而电流脉动系数Si约等于4。反激式开关电源的电压脉动系数与正激式变压器开关电源的电压脉动系数根本相同,但电流脉动系数比正激式变压器开关电源的电流脉动系数大两倍。由此可知,反激式开关电源的电压和电流输出特性要比正激式变压器开关电源差。特别是,反激式开关电源运用的时分,为了避免电源开关管过压击,其占空比一般都获得小于0.5,此刻,流过变压器次级线圈的电流会呈现断流,电压和电流的脉动系数都会添加,其电压和电流的输出特性将变得更差。
因为反激式开关电源仅在操控开关关断期间才向负载供给能量输出,当负载电流呈现改动时,开关电源不能马上对输出电压或电流发生反响,而需求比及下个作业周期时,经过输出电压取样和调宽操控电路的作用,开关电源才开端对现已过去了的事情进行反响(即改动占空比),因而,反激式开关电源输出电压的瞬态操控特性相对来说比较差。有时,当负载电流改动的频率或相位正好与取样、调宽操控电路输出电压的延时特性在相位保持一致的时分,反激式开关电源输出电压可能会发生颤动。这种状况在电视机开关电源中最简单呈现。
反激式开关电源变压器的铁心一般都需求留必定的气隙,一方面是为了避免变压器的铁心因流过变压器初级线圈的电流过大,简单发生磁饱满;另一方面是因为变压器的输出功率巨细,需求经过调整变压器铁心的气隙和初级线圈的匝数,来调整变压器初级线圈的电感量巨细。因而,反激式开关电源变压器初、次级线圈的漏感都比较大,从而会下降开关电源变压器的作业效率,而且漏感还会发生反电动势,简单把开关管击穿。
反激式变压器开关电源的长处是电路比较简单,比正反激式变压器开关电源少用一个大储能滤波电感,以及一个续流二极管,因而,反激式变压器开关电源的体积要比正激式变压器开关电源的体积小,且本钱也要下降。此外,反激式变压器开关电源输出电压受占空比的调制起伏,相关于正激式变压器开关电源来说要高许多。因而,反激式变压器开关电源要求调控占空比的差错信号起伏比较低,差错信号放大器的增益和动态规模也比较小。因为这些长处,现在,反激式变压器开关电源在家电领域中仍是被广泛运用。
正激式变压器开关电源正好是在变压器的初级线圈被直流电压鼓励时,变压器的次级线圈向负载供给功率输出,而且输出电压的起伏是根本安稳的,此刻尽管输出功率不停地改动,但输出电压的起伏根本仍是不变,这阐明正激式变压器开关电源输出电压的瞬态操控特性相对来说比较好;只要在操控开关处于关断期间,功率输出才悉数由储能电感和储能电容两者一起供给,此刻输出电压尽管受负载电流的影响,但假如储能电容的容量获得比较大,负载电流对输出电压的影响也很小。
别的,因为正激式变压器开关电源一般都是选取变压器输出电压的一周均匀值,储能电感在操控开关接通和关断期间都向负载供给电流输出,因而,正激式变压器开关电源的负载才能相对来说比较强,输出电压的纹波比较小。假如要求正激式变压器开关电源输出电压有较大的调整率,在正常负载的状况下,操控开关的占空比最好选取在0.5左右,或稍大于0.5,此刻流过储能滤波电感的电流才是接连电流。当流过储能滤波电感的电流为接连电流时,负载才能相对来说比较强。
当操控开关的占空比为0.5时,正激式变压器开关电源输出电压uo的幅值正好等于电压均匀值Ua的两倍,流过滤波储能电感电流的最大值Im也正好是均匀电流Io(输出电流)的两倍,因而,正激式变压器开关电源的电压和电流的脉动系数S都约等于2,而与反激式变压器开关电源的电压和电流的脉动系数S比较,差不多小一倍,阐明正激式变压器开关电源的电压和电流输出特性要比反激式变压器开关电源好许多。
正激式变压器开关电源的缺陷也是十分显着的。其间一个是电路比反激式变压器开关电源多用一个大储能滤波电感,以及一个续流二极管。此外,正激式变压器开关电源输出电压受占空比的调制起伏,相关于反激式变压器开关电源来说要低许多。因而,正激式变压器开关电源要求调控占空比的差错信号起伏比较高,差错信号放大器的增益和动态规模也比较大。
别的,正激式变压器开关电源为了削减变压器的励磁电流,进步作业效率,变压器的伏秒容量一般都获得比较大。而且为了避免变压器初级线圈发生的反电动势把开关管击穿,正激式变压器开关电源的变压器要比反激式变压器开关电源的变压器多一个反电动势吸收绕组,因而,正激式变压器开关电源的变压器的体积要比反激式变压器开关电源的变压器的体积大。
正激式变压器开关电源还有一个更大的缺陷是在操控开关关断时,变压器初级线圈发生的反电动势电压要比反激式变压器开关电源发生的反电动势电压高。因为一般正激式变压器开关电源作业时,操控开关的占空比都取在0.5左右,而反激式变压器开关电源操控开关的占空比都获得比较小,大多数都在0.25左右。
半桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源相同,因为两个开关管轮番替换作业,相当于两个开关电源一起输出功率,其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。因而,半桥式变压器开关电源输出功率很大,作业效率很高,经桥式整流或全波整流后,输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小,仅需求很小的滤波电感和电容,其输出电压纹波和电流纹波就能够到达十分小。
半桥式变压器开关电源最大的长处是,对两个开关管的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关管的耐压要求能够下降一半。因为,半桥式变压器开关电源两个开关管的作业电压只要输入电源Ui的一半,其最高耐压等于作业电压与反电动势之和,大约是电源电压的两倍,这个成果正好是推挽式变压器开关电源两个开关管耐压的一半。因而,半桥式变压器开关电源首要用于输入电压比较高的场合,一般电网电压为沟通220伏供电的大功率开关电源大部分都是用半桥式变压器开关电源。
半桥式开关电源的变压器初级线圈只需求一个绕组,这也是它的长处,这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些便利。但关于大功率开关电源变压器的线圈绕制没有优势,因为,大功率开关电源变压器的线圈需求用多股线来绕。
半桥式开关电源最大的缺陷是,当两个开关管Q1和Q2处于替换转化作业状况的时分,两个开关管会一起呈现一个很短时间的半导通区域,即两个操控开关一起处于接通状况。这是因为开关管在开端导通的时分,相当于对电容充电,它从截止状况到彻底导通状况需求一个过渡进程;而开关管从导通状况转化到截止状况的时分,相当于对电容放电,它从导通状况到彻底截止状况也需求一个过渡进程。别的,半桥式变压器开关电源中的两个开关管衔接没有公共地,与驱动信号衔接比较费事。
当两个开关管别离处于导通和截止过渡进程时,即两个开关管都处于半导通状况时半导通状况时,相当于两个开关管一起导通,它们会造成对电源电压发生短路;此刻,在两个开关管的串联回路中将呈现很大的电流,而这个电流并没有经过变压器负载。因而,在两个操控开关管Q1和Q2一起处于过渡进程期间,两个开关管将会发生很大的功率损耗。为了下降开关管过渡进程发生的损耗,一般在半桥式开关电源电路中,都有意让两个开关管的接通和截止时间错开一小段时间,但对操控电路来说,难度比较大。
谐振半桥式开关电源的两个开关管都是在0电流或0电压的时间关断或导通,因而,不存在两个开关管一起导通和开关损耗的问题,即:两个开关管的开关损耗相对比较低。但开关变压器的初级线圈与次级线圈之间不能耦合得太紧,有必要留出必定的漏感(大约在20%左右)。这样,两个开关管的开关损耗下降了,但开关变压器的作业效率却也一起下降了,特别是开关变压器周围存在金属材料的时分,很简单发生涡流损耗,而且,因为开关变压器的漏感很大,很简单发生电磁搅扰,EMI/EMC目标比较难过关。
总的来说,反激式,正激式,谐振半桥式,三种开关电源的负载才能(或输出功率),一个比一个大。一般,输出功率在120W以下时,最好选用反激式开关电源;输出功率在120~180W之间时,可选用正激式开关电源;输出功率在180W以上时,有必要选用半桥式或谐振半桥式开关电源。
37″以上的LCD-TV POWER一般损耗功率都在180W以上,因而,有必要选用半桥式或谐振半桥式开关电源。
问:去买LCD-TV,促销的给我说电源选用了动态调理节约功耗形式,想咨询一下是怎么处理的,首要是下降CCFL的电压仍是,变频处理?别的想问一下平常说的变频空调是不是调整逆变器的开关频率啊?
答:电源选用了动态调理节约功耗形式,是指当电视图画的对比度比较低时,能够下降背光灯的亮度,以节约电源功率。但现在的大屏幕LCD-TV一般对比度比都很低,假如是对整个屏幕的对比度都经过调理背光灯的亮度来进行操控,这种动态调理节约功耗形式毫无含义,它会下降显现图画的透亮度;只要对背光灯的亮度采纳分区操控时,动态调理节约功耗形式才有含义。这种对背光灯的亮度采纳分区操控技能有必要选用LED作为背光灯,而且要做成点阵式,即矩阵摆放结构,并与图画扫描同步进行亮度操控,才会发生增大对比度的作用,只要对比度的操控规模足够大的时分,选用了动态调理节约功耗形式才有运用含义。
下降CCFL的电压或LED的电压首要是调整开关电源的占空比。平常说的变频空调调整输出功率也是调整开关电源的占空比,当开关电源的占空比改动时,开关电源的作业频率也会跟着改动。
问:针对EMI/EMC,像LCD-TV POWER这类AC-DC的SMPS电源首要要考虑哪些问题?平常咱们在电源端加TVS防雷击浪涌是不是也归于EMC啊?别的趁便问一下我们做电源规划一般加TVS处理不?
答:LCD-TV POWER开关电源输出功率比较大,而且一般都选用PFC开关电源功率因数纠正和谐振半桥式开关电源,因而传导搅扰和辐射搅扰都很大,特别是辐射搅扰要比一般开关电源大,处理辐射搅扰最好的办法便是进行屏蔽,把开关电源装置在金属盒中或使用散热片进行电磁屏蔽。但进行屏蔽时也要留意金属片不要离开关变压器太近,或要避开磁力线最大的方向,否则会发生涡流损耗,下降开关电源作业效率。
一般的EMC滤波电路中Y电容和X电容都具有避免雷击或电路开关忽然断路发生的浪涌电压冲击。Y电容可耐最高脉冲冲击电压为5000V,X电容可耐最高脉冲冲击电压为2500V。一般X电容都获得比较大,对浪涌电压冲击能量吸收也比较大;但Y电容因受漏电电流巨细的约束,不能获得很大,因而,假如从安全方面考虑,最好在与前方衔接的Y电容的两头别的再并联一个放电管。别的,有线电视的天线也是雷击的输入端,有线电视信号线插座的外壳必定要与大地衔接牢靠(留意这儿的大地不是一般的机壳或机内地线)。
做电源规划时要不要加TVS处理,假如三端电源线的插座不是直接装置在你的开关电源PCB板上,在没有特别要求的时分,一般不需求另加TVS电路。TVS电路必定要加在电源线输入端或有线电视天线的输入端。