PDP控制电源的设计分析

1、pdp控制电源的设计分析随着人们对大屏幕彩电的需求不断增强，等离子(pdp)因为其体积小、视角宽、主动发光、亮度高、环境适应性好等独特的优点，在竞争中占有相当的优势，随着价格的降低，它必将进入家庭，有着巨大的市场需求。等离子显示器主要由显示屏、屏蔽玻璃、电源、数字、驱动电路、外壳等部件组成，其中电源担负着屏内全部电路和显示屏的供电，其技术含量高，功能复杂，为满足等离子显示器的平安要求，需要举行细心设计和严格测试。电源输出特性为了适应全球输入范围，沟通输入电压为85276v，经过emi滤波、整流后采纳有源pfc作电压预调节，共有8路输出电压:地址驱动电源va，屏驱动电源vs，规律控制电源vcc，

2、辅助电源(3路)，风扇电源，待机电源vsb，其主要输出特性如下:屏驱动电源(vs)输出：165185vdc(可控)，自动设置，vs=165+10×vrs，vrs为参考电压，在02v之间，由pdp提供，平均is为1.5a，瞬时最大电流isp为12.0a；地址驱动电源(va)输出：5565vdc(可控)，自动设置，va=55+5×vra，vra为参考电压，在02v之间，由pdp提供，平均电流ia为1.8a，瞬时最大电流iap为3.0a；规律电路电源(vcc)输出：5vdc(可控)，瞬时最大电流icp为5.0a;辅助电源输出:+5v，3.5a;+12v，1a;-5v，0.5a;1

3、2v风扇电源(vfan):电流为0.51.0a;5v待机电源(vsb):电流为0.51.0a。地址驱动电源va和屏驱动电源vs分离受pdp控制，而且有时序要求，所以采纳两个自立dc/dc变换器;对于待机电源vsb，在pdp不工作即其他全部输出均关断时仍然工作，所以vsb采纳一个自立的dc/dc变换器;vcc与vs和va是共地的，为避开地线上的干扰，辅助电源组采纳单独一组dc/dc变换器，输出内部共地，同时为了避开差频干扰，对大功率的va和vs变换器采纳频率同步的工作方式(同步于pfc电路)。各变换器的规律关系及工作时序如下:a.沟通上电后，待机电源vsb开头工作；b.遥控开机后，先吸合，pfc

4、输出直流电压，辅助电源、pdp规律控制电源vcc工作；c.屏控电路初始化后，发出可启动高压驱动开启电平vrr到pdp电源，va和vs启动工作；d.遥控关机时，屏控电路先关闭vs和va，后关vcc和辅助电源；e.遥控关机后，待机电源仍然工作，以便下一次的启动。其开关机时序1(a)、(b)所示。(a) 开机时序(b) 关机时序图1 开关机时序图图1中的t1为pdp电源内部凹凸压之间的启动延时，大约为110ms，vrr是高压封锁信号，在vrr为高电平之后即有高压输出，图中的t3表示vs(165v)的软启动时光，大约为300800ms，而va(65v)无软启动。t4和t5仅代表关机时的先后挨次，其本身

5、数值的大小和负载的状况疏远相关，在满载状况下t4大约为450ms，t5大约为260ms。vs和va变换器是一起开机、一起关机，当前两路中有1路庇护(过流、过压、过热)时，则将该两路变换器所有关断，但不关vcc变换器。当vcc变换器发生故障时，将vs和va变换器与vcc变换器同时关断，囫囵电源的结构框图2所示。图2 结构框图电路设计为了满足pdp电源的上述特性要求，每种电源都需要不同的电路结构，下面具体论述各个电路的设计。emi电路、有源功率因数校正电路和待机电源为了满足全球化需要，pdp电源必需满足各个组织的emi测试要求，按照阻抗匹配采纳了3所示拓扑结构的emi，经过参数优化和优化，其传导辐

6、射通过了class b标准，有源功率因数校正电路采纳了uc3854作为主控芯片，功率因数达到99%，待机电源采纳pi公司的专用待机电源芯片构成单端反激变换器。图3 沟通输入滤波电路拓扑辅助电源辅助电源采纳uc3844组成单端反激变换器，电压分离为一组5v/3.5a、-5v/0.5a，一路12v/0.5a，一路12v/1.0a，5v主控。地址驱动电源va和屏驱动电源vs此两路电源功率都比较大而且受控，因此采纳两路相同结构的自立双管双正激变换器。我们以地址驱动电源va为例举行设计，该路功率为120w，输出5565vdc(可控)，自动设置，va=55+5×vra，vra为参考电压，在02v

7、之间，由pdp提供。当vra为2v时，对应va的输出为65v。其控制电路采纳sg3525芯片，把vra电压经过分压和滤波处理后加到sg3525的1脚上对输出电压控制。主拓扑采纳双管双正激变换器，特点是器件应力小，不存在剩磁问题，电路容易，避开直通问题，图4为双管双正激变换器的原理电路。图4 双管双正激变换器的原理电路在图4中，pfcout为功率因数校正的输出，为400v。每路正激变换器由两只构成，这种双管正激可降低开关管耐压要求。与单正激变换器相比，双正激变换器在使输出功率增大的同时还带来如下益处:输出滤波工作频率为两倍开关频率，这使得其大小相对减小;原副边变比为单正激的两倍，可选用低耐压的输

8、出整流。实际用法的开关频率为80khz，开关管驱动采纳脉冲变压器耦合隔离方式，这样可减小主电路对控制电路的干扰。每只mosfet附近的rcd电路为汲取缓冲电路，可以有效汲取开关过冲，其参数值由开关频率和实际电路打算。当po(单路)=65w时，其磁性元件设计如下：设整流管最大压降vsr0.7v，电感绕组的最大压降vl0.1v，其他线路最大压降vr0.1v，原边mofet及线路压降vsw0.3v，变压器效率98%。其他参数为：vs：变压器副边电压vp：变压器原边电压输入电压：vin=390400v输出电流：io=1a输出电压范围：vo=5070v输出功率：pomax=70w最大占空比：dmax=0

9、.45开关频率：f=80khz导线的电流密度：j=4a/mm2铁芯磁通密度变幻量：b=0.2t(1)计算匝数比(2)计算总视在功率(3)计算铁芯窗口面积乘积kw：变压器窗口系数，窗口系数先粗略取0.4，本设计中原副边绕组均采纳铜线； kf对于双管正激电路可由以下公式算出：(4)挑选磁芯按照ap查磁芯手册，确定磁芯结构为ee42/21/15，磁芯材料为西门子n67材料，有效截面:ae=234mm2，窗口面积:aw=250mm2，ae×aw=5.85cm2ap。(5)计算原边、副边绕组匝数原边开关管为mtp4n80，额定电流4a，耐压800v。输出整流二极管d1d4采纳4只快复原二极管d

10、sei1206a，其中2只并联用法作为续流二极管。dsei1206a的反向软复原特征使得输出尖峰电压减小外，反向复原电流折算到原边也小，使得原边mos2fet开通损耗减小。在输出电压65v，输出电流1a时，变压器温升小于30，效率为93%。测试结果pdp电源设计完成后需要举行凹凸温冲击实验、负载特性、功率因数、等测试，其满载功率因数测试为98%，以下为其他各个测试项。基本性能指标pdp电源基本性能指标表如表1所示。环境测试a.低温测试:-5时，电源能启动且可以正常工作，测试负载调节率、电压调节率、稳压精度、输出过流庇护点、输出过压庇护点、设置精度、峰峰杂音等项目。b.高温测试:50时，电源能启

11、动且可以正常工作，测试负载调节率、电压调节率、稳压精度、输出过流庇护点、输出过压庇护点、设置精度、峰峰杂音等项目。emc测试a.电压暂降、跌落与短期电压变幻测试用三相acsource模拟电网，电压暂降、跌落与短期电压变幻时电源能正常工作。b.电网特别波形测试：1)用三相acsourcr模拟电网谐波输入，样机能正常工作；2)用单相acsourcr模拟电网尖峰、毛刺输入，样机能正常工作;尖峰电压大于400v时，关机庇护。c.噪声抗扰性测试在电源输入端口耦合3kv共模噪声电压，样机能正常工作。d.符合ansiieeec62.41-1991、b3等级，1.2/50s和8/20s混合波，6kv/3ka。元器件温升测试在满载状况下全部元件温升低于40