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运用自定时电压检测技术提高LCD电视电源效率|888am集团登录入口
时间:2021-01-27 来源:888澳门集团娱乐网址「官方网站」 浏览量 1614 次
本文摘要:在以增大LCD电视体积为目标的趋势的展开中,谐振电源转换器的优点受到了电视电源工程师的关注。

在以增大LCD电视体积为目标的趋势的展开中,谐振电源转换器的优点受到了电视电源工程师的关注。这些支持电源半导体元件,可以在非常低的电源频率下工作,因此有助于电源变压器和滤波电容器的小型化。

本文利用基于ZXGD3101实时控制器的自定点电压检测实时MOSFET控制原理,探讨在LCD电视等家电产品设计中构建低电源开关效率的方法。通过在MOSFET的一次外侧执行零电压电源(ZVS ),ZVS大幅降低了开关损失,因此能够构筑上述拒绝。开关损失越低,效率越高,MOSFET的热管理变得非常简单。

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但是,电源输入二极管的低效率严重妨碍了设备体积的进一步微细化。大屏幕电视拒绝在谐振电源内使用表面粘结MOSFET来代替带散热器的输入二极管。

但是,由于时序的复杂性、成本和现有的实时整流器解决方案都很好,因此迄今为止,使用该替代解决方案的数量非常有限。说明自定点电压检测实时MOSFET控制方式如何提高电源切换效率。谐振转换器的优点谐振转换器内的半导体电源具备硬电源特性,独立国家减少了阻抗和峰值电流,因此有可能增大电源变压器和散热器的体积。

增加的电磁干扰(EMI )是另一个优点。以往的硬电源转换器往往容易受到寄生电容和漏电感的影响。

这种影响表现为高频振铃、大电流尖峰、开关损失和不期望的电磁干扰。如果使用于LCD电视,由于液晶面板、电源、声卡互在,电磁干扰污染不会对影像和声音的质量产生很大影响。

具有ZVS特性的谐振转换器会产生这样的电磁噪声。在不同的谐振流形中,对前端DC总线的切换来说,LLC谐振转换器仍然是最有吸引力的流形结构。图1是这一设计原理。

图1 .带中心抽头二次绕组的谐振LLC转换器用于将电容、集成磁变压器的磁电感和漏电感结合的方法,在软电源部构建了带简单的反向升压开关特性的谐振槽。LLC谐振转换器通过调整规则一次电源的电源频率来调整输出电压和输入阻抗。LCD电视电源必须符合IEC61000-3-2标准,因此在主输出桥式整流器后使用了有源功率因数校正(PFC )降压实际调整器。

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PFC调节器取得谐振转换器输出稳定的390V,长时间工作时,其振幅变化不大。在标称直流输出电压下,可以使谐振转换器以串联连接的谐振槽频率fr那样的频率动作进行优化,fr=1/(2)(LlkCres)0.5 )。因此,可以利用比较宽的电源频率变化,针对明确的阻抗变化调节输入电压。

在阻抗轻、无负载的状态下,谐振转换器以最高频率工作,或者转移到脉冲跳过模式,降低功耗。如何降低电力损耗很重要,因为高性能的肖邦二极管在流过大电流时会产生高反向电压,所以谐振转换器的输入整流器是导通损耗最重要的来源。因此,二次外侧实时整流被认为是提高现有二极管整流效率的有效方法。有两种控制方法。

第一种方法是利用实时栅极驱动信号和初级外侧MOSFET的栅极驱动来驱动实时MOSFET的方法。使用高频变压器将一次外侧MOSFET的栅极驱动信号传输到电源变压器的二次外侧。

但是,在长阻抗范围内工作的LLC谐振转换器不能生成优化的二次外侧栅极驱动信号。在中负载和轻负载的条件下,图1中是共振槽电压和电流的光波,因此不能用于1次外侧的信号驱动输入实时整流器S1和S2。

在轻负载条件下,转换器在谐振频率fr以上的区域工作,输入整流器的电流不是倒数,谐振槽的电压和电流之间没有差异。由于该时刻的不确定,输入电容器在没有倒数的整流器电流的间歇期带有静电。

输入电容器的静电输入和电源变压器之间的反应功率的流动会导致开关效率下降。因此,该控制方式不限于用于设计谐振转换器以使阻抗变化不大。第二种控制方法是使用来自变压器二次外侧的信号驱动实时MOSFET。

实时MOSFET的电流传感方法之一是在一个电流检测变压器中添加另一个分离比较器。然后利用比较器的输入信号利用缓冲晶体管驱动二次外侧MOSFET。

虽然可以根据其现在的电流状态来接通/切断MOSFET,但该方法依然被限制为高电路复杂性和比较器的定时延迟。最近,随着IC设计的变革,实时整流经常出现从基于以往电流变压器的检测方法向无损耗漏极电压感觉技术(以下图2右图)转移的迹象。图2 .作为带开关栅极驱动、谐振转换器的漏极电压传感器使用的实时控制器除了降低MOSFET的二次外侧的力电阻电流损失以外,还进一步提高开关效率,且需要电流检测变压器,速度慢。


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