【doc】万利达N-996型PDUD影碟机开关电源原理

【doc】万利达N-996型PDUD影碟机开关电源原理 万利达N-996型PDUD影碟机开关电源原 理 万利达一996型DD影碟机 万利达N一996是一种 逐行扫描,AC一3和DTS双 解码的新一代DVD影碟 机.它支持DVD—Audio,兼 容播放DVD,sVcD, R,CD—RW, DVCD,CD— CD和MP3音乐光盘;可以 实现视频特技播放;内置 DTS六声道解码兼容DTS— DVD,DTS—CD;具有复合 音视频,s端子,色差分量, VGA基色以及光纤,同轴 输出等各种接口.其开关 电源采用脉宽调制 (PWM)方式,工作电压范 围宽(90,270V),效率高, 功耗低,辐射小. 电路组成 开关电源原理 ? 孙余凯王五春? 襄1脉宽调制簟成电路UC3842引脚功能殛数据 引电压在路电组(k0) 脚字母功能说明红笔测量黑笔测量 号代号(V)黑笔接地红笔接地 lC0MP-误差放大器信号输出端,外接RC弼络用3S34.78.5 oUT来改变误差比较放大器的闭环增益和频 率特性 2FB(_)内部运算放大器反相信号输入端.2.475.3l8_5 IN该脚输入的电压与2.5V的基准电压 经比较,得到的结果调节开关脉冲 的占空比,进行自动稳压 3ISNS.过电流信号输入端,用于检测0.44mV1.71.7 IN开关管峰值电流,当该脚电压超过 lv时,会自动关闭输出脉冲,保护 开关管不致过流损坏 4礤t?:振荡频率设定端,外接RC时间常2.4l4.57.5 数元件,用于产生方波信号,振荡 频率f=l8/RC(Hz),由RC值设定 5GND接地线O00 6,,激励脉冲信号输出端,输出的矩形L24.5l3 oUT波加到开关管上.适用于驱动VMOS 场效应开关管,输出电流可达500mA 7VCC.电源电压输入端,输入的电压经内l43.531 IN部基准电压处理得到的5V供电作为 lc电源,经进一步处理后得2.5V作 为比较放大器的基准电压 8VREF基准电压输出端,外接滤波元件,53.55 oLrr输出5V基准电压 万利达N一996型PDVD影碟机开关 电源电路主要由MOSFET管VT1及驱动 集成电路IC1,取样集成电路IC6,稳压 集成电路IC3,IC4,IC8及可控稳压集成 电路IC5,IC7等组成,相关电路如附图 所示.属它激式并联型开关电源电路. 1.IC1简介 IC1的型号为UC3842,是一种新型 PWM(PulseWidthModulation)脉宽调制 集成电路,内含脉冲信号发生器,稳压电 路,脉宽调整电路,电压和电流检测电路 等,其内电路方框图如附图中所示,各引 .UC3842 脚功能及检测数据见1所列 集成电路有SOP一8和DIP一8两种封装形 式,两者区别仅是安装尺寸不同.除此之 外,它们之间可以互换.可代换IP3842, W3842,CW3842. 2.IC6简介 IC6的型号为TL431,是一块精密基 准电压集成电路,在电路中用于完成取 样电压和参考电压之间的比较放大.该 Ic有SOP一8(双列8脚封装,其4脚和5 脚均为空脚),DIP-8(双列8脚封装,其 2,5脚和7脚均为空脚)和TO-92(单列 3脚封装)三种封装形式,注意到它们之 间引脚对应关系(见表2所列)后,这三 裹2TL431兰种封羹形式?庶电蘑引一闫的对应关系 者之间可以互换.TIA31的直接代换型号 为PClO93J.附图中使用的TL431为 TO一92封装形式,其内电路方框图如附 图中所画,各引脚功能及检测数据见表3 所列. 电路工作原理 附图电路主要由干扰抑制电路, 裹3取样簟成电路TL4.31引脚功蕾殛数据f以TO一92封装为倒J AC—DC电压变换电路,脉宽控制电 路,二次脉冲整流与稳压电路,保护 电路等构成. 1.电源输入及抗干扰电路 电源输入及抗干扰电路由L1, R1,C1,C2,L2等组成.这是两级串 联型共模滤波器,用以对非对称和对 称性干扰信号进行抑制.共模滤波器 具有双重滤波作用,既可以滤除由交 流电网进入机内的各种对称或非对称 性干扰,又可防止机内开关电源本身 产生的高次谐波进入市电网而对其它 电气设备造成干扰.c1,c2用于旁路 差模干扰,L1,L2用于衰减共模干扰. 2.AC—DC变换电路 AC—DC变换电路主要由整流全 桥VDF1(KBP660),C6等组成.经两 级共模滤波器净化后的无干扰220V交 流电压,经VDF1桥式整流,c6电容滤 波,产生出305V左右(空载状态,该电 压会随市电变化)直流电压,提供给开关 稳压电路. 3.开关电源稳压电路 开关电源稳压电路由脉宽调整集成 电路IC1开关管VT1,脉冲变压器TR1, IC6,IC2等元件组成.用于将305V左右 的DC电压变换为高频脉冲电压,并进行 稳压处理后,由脉冲变压器次级提供给 后级电路. (1)振荡电路启动过程上述整 流,滤波电路产生的约305V左右DC不 稳定电压分为两路一路经开关变压器 TR1初级绕组6—4脚加至场效应开关管 VT1的漏极;另一路经启动电阻R3加 引脚号(字母代号)l(R)2(A)3(K) 功能说明取样信号输入端接地端控制端 工作电压(v)2.503 红笔测量 在路电阻黑笔接地0l5,20 (kO)黑笔测量3 .6,402O,25 红笔接地 ? 64?cgzF~t2004年7期 到IC1的7脚,为IC1提供启动电压. 不过,由于c12电容的存在,该电 容上的电压不会突变,故R3引来的 电压先对c12进行充电,其充电时 间常数为:f=R3×C12,该充电 时间就是加到IC1的7脚上电压的 延迟时间,以实现电源的"软启动".进 入IC1的7脚内的启动电压,经内部5V 基准电压稳压电路稳压为5V后从8脚输 出,通过R10对c10电容进行充电,在 4脚上产生的锯齿波电压信号进入IC1 内部后使脉冲发生器工作,产生的振荡 信号经脉宽调制,输出放大后从6脚输 出.该方波信号经R7加至VT1栅极,为 其提供栅极电流,使VT1管导通,从而 完成启动过程. (2)开关电源储能过程当VT1启 动导通以后,整流滤波电路输出的约 305VDC不稳定电压经TR1初级绕组6— 4脚一VT1漏源极间一R6一地线,这一 电流回路就会在6-4绕组上产生出6脚为 正,4脚为负的感应电势,根据同名端的 定义,此时由于TR1次级各绕组感应电 势是同名端为负的,故各个整流支路二 极管均反偏处于截止状态,脉冲变压器 TR1将电能转化为磁能储存在TR1初级 绕组中,完成储能过程. (3)开关电源能量释放过程随着 C10充电电荷的不断增加,当IC1的4脚 电压上升到峰值时,IC1内部振荡器状态 翻转,其6脚停止输出脉冲,使VT1由导 通变为截止.这样,6-4绕组上的感应电 压极性变为上负下正,TR1次级各绕组 感应电压极性是同名端为正,各个整流 二极管进入工作状态,将储存释放的能 量进行整流,滤波,得到的DC电压提供 给后级电路作进一步处理.其中1—2绕组 感应电压经VD2整流一R9限流一C12滤 波后产生的约14VDC电压提供给IC1的 7脚取代由R3引来的启动电压.在脉冲 调制集成电路IC1的控制下,上述过程周 而复始地进行下去. (4)开关电源稳压过程开关电源 稳压控制电路主要由IC2,IC6,IC1内 的有关电路等构成.R20,R21,R22, IC6组成误差取样放大电路;IC2既起隔 离作用,又是稳压控制元件.当开关振 荡电路工作后,开关变压器TR112—14 脚输出的高频脉冲电压,经VD5(A,B) 并联整流,C27,L7,C23组成的订形滤 波器滤波后产生的约5VDC电压分为多 路输出.其中的一路作为取样电压提供 给取样分压电路和经R19JJI至光电耦合 器IC2的1脚.当某种原因使该5V电压 升高时,经R20,R21分压通过R22加 到IC6内vT管基极电位上升,其导通程 度变大一Ic2的2脚电位下降,其内发光 二极管发光强度增大,光电三极管导通 程度加深,其发射极(IC2的3脚)输出 的电流增大,这一电流流经R12后在其 两端形成的压降通过R11加至IC1的2脚 内放大器反相信号输入端,由该放大器 ? 65?电子世界2004年7期 对该信号进行放大后控制脉宽调制电路 的工作状态,使IC1的6脚输出的激励脉 冲变窄,控制VT1管的导通时间缩短,使 开关变压器TR1内储存的能量减少,输 出电压下降,达到稳定输出电压的目 的.当开关电源输出的电压下降时,上 述控制过程正好相反. 4.保护电路 电源部分设置的保护电路主要有: 过流保护,过压保护,尖峰电压冲击保护 和欠压保护等. (1)过流保护过流保护电路主要由 R6,R5,IC1的3脚内电路等组成.R6为 过流检测电阻,连接在VT1的源极与地之 间.当某种原因(例如负载过重等)使流 过VT1管源极的电流增加时,该电流流过 R6上产生的压降也将增加,当该电压上 升到1v左右经R5加至IC1的3脚后,就 会使Ic内的OCP电路工作,输出控制信 号强制振荡器停振,其6脚无脉冲信号输 出而使VT1截止,达到了过流保护的目 的. (2)过压保护过压保护电路设置 在IC1的7脚内,正常工作时,该脚电压 稳定在14V左右.当市电AC电压大幅升 高时,整流滤波后的305V电压也将上升, 这一电压通过TR1的耦合作用,其1-2绕 组上感应电势经VD2,C12整流滤波后的 电压也随之上升,并加至7脚内过压保护 电路,当该电压达到过压保护电路的启 控电压20V时,过压保护电路动作,控制 其内振荡器停振,6脚无脉冲信号输出, 使VTI截止,从而达到过压保护的目的. (3)开关管尖峰电压冲击保护由 于场效应管VTI在由饱和进入截止瞬间, 急剧变化的漏极电流会在TRI初级绕组 上激发一个4正6负的反向电动势,这个 浪涌尖脉冲直接加在VTI漏极,若DVD 机处于待机状,各功能电路尚未进入动 态工作时,其峰值可达交流输入电压的 数倍且一直作用在VTI的漏极,很可能 将场效应管漏一源极击穿.R2,VDI,C7, c8的作用是通过正向导通的VDI给c8充 电,然后通过R2将吸收的浪涌尖峰电压 转化为焦耳热释放掉. (4)欠压保护ICI的7脚内电路还 具有欠压保护作用.当该脚电压因某种 原因下降至10.5V以下时,ICI也将停止 工作,6脚无脉冲信号输出,从而起到了 欠压保护作用. 5,二次稳压输出电路 开关电源二次稳压输出电路共提供 7组电压. (1)显示屏灯丝供电电压该电压 是由TRI7-9脚绕组上产生的感应电动 势经VD9整流,C35滤波后得到的,然后 从CN3插件3,4脚输出,提供给VFD显 示屏. (2)显示屏电路一24V电压该电 压是由TRI的8—13脚绕组上的感应电压 经VD8整流,RI3限流,C34滤波后得到 的,并从CN3插件2脚输出. (3)机心伺服板电机供电电压该 电压是由TRI的10—13脚绕组输出的感 应电动势,经VD7整流一百型滤波电路 (C33,L9,C32)一IC5(PQO9)稳压为 9v,再经c3o,c31进一步滤波,并从CN4 插件1脚输出. (4)机心伺服板电路供电电压该 电压是由TRI的11-13脚绕组输出的感 应电动势,经VD6整流一百型滤波电路 (C29,L8,C28)一IC7(PQO5)稳压为 5v,再经c25,c26进一步滤波,并从CN4 的3,5脚输出.进出仓电机的驱动控制 电压也取自该路. (5)解码板电路供电电压该电压 12脚绕组输出的感应电 是由TRI的14— 动势,经VD5(A,B)并联整流一百型 滤波电路(C27,L7,C23)-~IC8(BA0331) 稳压为3.3V,再经C24,C22进一步滤波, 并从CN2插件1脚输出. (6)解码板音频放大电路一12V电压该 电压是由TRI的14—16脚绕组输出的感 应电动势,经VD4负向整流一百型滤波 电路(C19,L6,C18)一IC4(L7912)稳 压为一12V,再C39滤波后从CNI插件1 脚输出. (7)解码板音频放大电路+l2V电 压该电压是由TRI的14—15脚绕组输 出的感应电动势,经VD3整流一订型滤 波电路(C15,L5,C16)一1C3(L7812) 稳压为+I2V,再经C38滤波后从CNI的 3脚输出. 6.待机/开机控制电路 四端稳压器IC5和IC7的第4脚为ON/ OFF控制端,它们连接在一起通过CN2插 件7脚受主板微处理器的控制. 正常工作时,当微处理器输出的 STANDBY信号为高电平时,该信号经 CN2的7脚加到IC5和IC7的4脚,使它 们分别输出+9V和+5V直流电压提供给 机心伺服系统,以便在影碟机完成初始 化设置流程后进行播放. 待机状态时,当按下"POWER"键后, 微处理器将输出STANDBY低电平,该信 号加至IC5和IC7的4脚,使两者均关闭 无电压输出,整机处于待机状态. 7.开机延时静噪电路 开机延时静噪电路由VT2,VD13, VDI2,C36,C38等组成.开机瞬间,IC3 3脚输出的12V电压经RI4后分为两路: 一 路经RlS]JI到VT2基极和对C36电容进 行充电;另一路经VDI2]JI到VT2发射极. 由于C36上的电压不会突变,此u?va'2的 基极电位低于发射极,使VT2饱和导通. 这样,VT2发射极上的约IOV电压从集电 极输出,经CNI插件5脚去控制相关电路 使整机处于静噪状态,以消除开机时的 冲击噪声.随着C36电容上的充电电荷逐 渐增加,VT2基极电位将会逐渐上升,当 上升至与发射极电位差小于0.5V(这段 时间约为4s左右)以下时VT2管截止,其 集电极无电压输出,静音电路随之关闭, 整机进入正常工作状态.? ? 66?电子世界2004年7期