大屏幕彩电开关稳压电源效率浅析

摘要：从提高开关稳压电源的效率着眼，对新型大屏幕彩电开关稳压电源电路进行了介绍，并结合应用实例对半桥式开关稳压电源的工作原理进行了分析。

1.概述

如何提高彩电稳压电源的效率，实现"高效节 能绿色历来是电视技术领域一个重要的研究课题。 90年代以后各种新型大屏幕彩电开关稳压电源的电路，几乎全部使用集成电路厚膜电路’其调整效率可达80-90%。 尽管开关稳压电源的效率远比线性稳压电源高但随着彩电屏幕尺寸的增大和附加功能的增多使整机的功耗大幅度增加：一台大屏幕普通彩电，最大功耗可达130-200W;大屏幕背投影彩电的功耗可达300W;另外 大伴音功率( 20W 以上)和大动态范围更要求开关稳压电源必须有足够的功率裕量。 所以新型大屏幕彩电开关稳压电源不得不充分考虑到提高效率这一问题。 进入21世纪以来，人们相继研制开发了谐振-PFC式半桥式开关稳压电源使开关稳压电源的效率进一步得到提高。

2 谐振-PFC式开关稳压电源

2.1高频有源功率因数校正(PFC)技术

普通的大屏幕彩电开关稳压电源均采用一般 的整流加滤波电路其谐波成分大功率因数低一 般只有0.65-0.85。为提高大屏幕彩电开关稳压电源的效率，可采用高频有源技术提高功率因数。它是根据电网的电压电流及负载的变化产生脉宽调制(PWM)信号，控制高频电子开关的导通能起到调节电感L 的作，用改善电流波形，利用乘法器控制PWM信号，可使电网的输入电流基本为正弦波使功率因数接近于1(即大于0.99)。 其原理图见图1所示。

图1 高频有源PFC电路框图

2.2谐振式开关稳压电源

谐振式开关稳压电源电路，可克服PWM方式对负载的瞬态响应较差和易辐射等缺点，利用高频驱动的作用，降低损耗，提高效率，减少噪声。

部分谐振方式(仅在半导体开关的瞬间谐振)，将会成为主流技术。 其实，部分谐振方式从技术上来说，不同于平常所说的开关稳压电源所采用的谐振技术，而可看作是广为人知的缓冲电路(用于减轻晶体管的加载状态)的有源化。有的谐振开关电源是这样的(当开关导通时，利用电感器抑制电容放电电流峰值，以减少导通损耗)当开关断开时，利用有源缓冲电路减小开关断开时的损耗，达到提高效率的目的。

2.3 谐振-PFC式开关稳压电源

目前，把谐振式开关稳压电源和高频有源PFC技术结合起来，效果更佳。谐振式开关电源的控制芯片多采用ICE1QS01,它工作在准谐振模式，支持低功率待机和PFC称之为谐振-PFC式开关稳压电源，适合用于300W以下的彩电。ICE1QS01内部电路从略。

为在轻载下提供低功率消耗，开关频率要随负载减小逐步数字式降低，直至最小值20KHZ在频率降低的过程中，ICE1QS01保持准谐振操作模式。

在负载减轻时，ICE1QS01内部的数字电路使开关频率逐步降低，而不产生任何的抖动，可避免图像失真。 为在轻载下提供非常低的功耗，它能转入待机突发模式。

ICE1QS01基本工作原理是：从电源输出端通过电阻分压器#基准电压装置和光耦合器反馈到内部电路(略)(4)脚(SRC)，履行电压调节，组成PFC 充电泵电路。 其作用是减小AC线路电压过零附近在电容器上的DC电压值，增大整流二极管的导通角，使AC输入电流随AC电压瞬时轨迹而变化，产生十分接近正弦波的电流波形，线路功率因数可由先前的0.6A 左右提升到0.9以上。