PDP控制电源的设计分析
发布时间:2008/9/4 0:00:00 访问次数:438
随着人们对大屏幕彩电的需求不断增加,等离子显示器(pdp)由于其体积小、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、数字电路、驱动电路、外壳等部件组成,其中电源担负着屏内所有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安全要求,需要进行精心设计和严格测试。
电源输出特性
为了适应全球输入电压范围,交流输入电压为85~276v,经过emi滤波、整流后采用有源pfc作电压预调整,共有8路输出电压:地址驱动电源va,屏驱动电源vs,逻辑控制电源vcc,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:165~185vdc(可控),自动设置,vs=165+10×vrs,vrs为参考电压,在0~2v之间,由pdp提供,平均电流is为1.5a,瞬时最大电流isp为12.0a;
地址驱动电源(va)输出:55~65vdc(可控),自动设置,va=55+5×vra,vra为参考电压,在0~2v之间,由pdp提供,平均电流ia为1.8a,瞬时最大电流iap为3.0a;
逻辑电路电源(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;12v风扇电源(vfan):电流为0.5~1.0a;5v待机电源(vsb):电流为0.5~1.0a。
地址驱动电源va和屏驱动电源vs分别受pdp控制,而且有时序要求,所以采用两个独立dc/dc变换器;对于待机电源vsb,在pdp不工作即其他所有输出均关断时仍然工作,所以vsb采用一个独立的dc/dc变换器;vcc与vs和va是共地的,为避免地线上的干扰,辅助电源组采用单独一组dc/dc变换器,输出内部共地,同时为了避免差频干扰,对大功率的va和vs变换器采用频率同步的工作方式(同步于pfc电路)。各变换器的逻辑关系及工作时序如下:
a.交流上电后,待机电源vsb开始工作;
b.遥控开机后,先吸合继电器,pfc输出直流电压,辅助电源、pdp逻辑控制电源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。
其开关机时序如图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电源内部高低压之间的启动延时,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)的软启动时间,大约为300~800ms,而va(65v)无软启动。t4和t5仅代表关机时的先后顺序,其本身数值的大小和负载的情况密切相关,在满载情况下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路保护(过流、过压、过热)时,则将该两路变换器全部关断,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,整个电源的结构框图如图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,下面详细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电源必须满足各个组织的emi测试要求,根据阻抗匹配采用了如图3所示拓扑结构的emi滤波器,经过参数优化和pcb优化,其传导辐射通过了class b标准,有源功率因数校正电路采用了uc3854作为主控芯片,功率因数达到99%,待机电源采用pi公司的专用待机电源芯片构成单端反激变换器。
图3 交流输入滤波电路拓扑
辅助电源
辅助电源采用uc3844组成单端反激变换器,电压分别为一组5v/3.5a、-5v/0.5a,
随着人们对大屏幕彩电的需求不断增加,等离子显示器(pdp)由于其体积小、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、数字电路、驱动电路、外壳等部件组成,其中电源担负着屏内所有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安全要求,需要进行精心设计和严格测试。
电源输出特性
为了适应全球输入电压范围,交流输入电压为85~276v,经过emi滤波、整流后采用有源pfc作电压预调整,共有8路输出电压:地址驱动电源va,屏驱动电源vs,逻辑控制电源vcc,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:165~185vdc(可控),自动设置,vs=165+10×vrs,vrs为参考电压,在0~2v之间,由pdp提供,平均电流is为1.5a,瞬时最大电流isp为12.0a;
地址驱动电源(va)输出:55~65vdc(可控),自动设置,va=55+5×vra,vra为参考电压,在0~2v之间,由pdp提供,平均电流ia为1.8a,瞬时最大电流iap为3.0a;
逻辑电路电源(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;12v风扇电源(vfan):电流为0.5~1.0a;5v待机电源(vsb):电流为0.5~1.0a。
地址驱动电源va和屏驱动电源vs分别受pdp控制,而且有时序要求,所以采用两个独立dc/dc变换器;对于待机电源vsb,在pdp不工作即其他所有输出均关断时仍然工作,所以vsb采用一个独立的dc/dc变换器;vcc与vs和va是共地的,为避免地线上的干扰,辅助电源组采用单独一组dc/dc变换器,输出内部共地,同时为了避免差频干扰,对大功率的va和vs变换器采用频率同步的工作方式(同步于pfc电路)。各变换器的逻辑关系及工作时序如下:
a.交流上电后,待机电源vsb开始工作;
b.遥控开机后,先吸合继电器,pfc输出直流电压,辅助电源、pdp逻辑控制电源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。
其开关机时序如图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电源内部高低压之间的启动延时,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)的软启动时间,大约为300~800ms,而va(65v)无软启动。t4和t5仅代表关机时的先后顺序,其本身数值的大小和负载的情况密切相关,在满载情况下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路保护(过流、过压、过热)时,则将该两路变换器全部关断,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,整个电源的结构框图如图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,下面详细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电源必须满足各个组织的emi测试要求,根据阻抗匹配采用了如图3所示拓扑结构的emi滤波器,经过参数优化和pcb优化,其传导辐射通过了class b标准,有源功率因数校正电路采用了uc3854作为主控芯片,功率因数达到99%,待机电源采用pi公司的专用待机电源芯片构成单端反激变换器。
图3 交流输入滤波电路拓扑
辅助电源
辅助电源采用uc3844组成单端反激变换器,电压分别为一组5v/3.5a、-5v/0.5a,
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