专门针对数字光投影仪而优化的电源设计
管虽然会使成本有所增加,但通常将其用于 CCM PFC 中以降低逆向恢复损耗。

图 4 转移模式控制 PFC 消除了逆向恢复损耗
相反,转移模式 PFC 可调节电感的峰值电流,并在下一脉冲开始之前一直等待,直到电感电流归零为止。这样就显著降低了逆向恢复和开启损耗,但同时也会导致更高的峰值电流。高峰值电流可导致在 PFC 电感中出现邻近损耗和一个相当大的 EMI 滤波器。此外,转移模式开关频率为可变量,这就使 EMI 滤波器设计变得更加复杂。
与 CCM 控制器相比,转移模式控制器更简单且更便宜。如表中所示,典型的经验法则是采用转移模式来实现低于 200W 的输出功率,采用 CCM 模式来实现高于 200W 的输出功率。
镇流器供电
当 TV 中的灯光来自于 HID 灯时,就需要使用电子镇流器来控制 HID 灯。HID 灯由两个位于高压充气灯泡中的相反电极所组成。高压气必须被击穿以便电流在灯中流动,并随后利用高压电路所产生的 30kV 脉冲在灯泡的气体内部形成一个电弧。在把间隙击穿之后,它就具有大约 40V 几乎恒压的特性。由于灯泡中的气体变热而使得压力增大,于是电压就会发生短暂的改变。当电极末端受到侵蚀且间隙长度增加时,电压也会出现长时间的变化。此时,电子镇流器必须要对灯泡的功率进行调节以保持灯输出长时间稳定。
如图 5 所示,必须将多个保护特性内置于 HID 镇流器电源之中。一旦将点火器点燃,即会做出灯是否能保持电弧持续不变的决定。如果不能,则会增加一个计数器,并做出是否重试点火的决定。如果存在持续电弧,就么就会限制镇流器电源的功率并随即监控输出电压。如果电压监控器感应到由于灯老化或开路而导致的过压状态,那么就会禁用电源。最后,就留下许多常规事务需要处理,并对灯的预热和冷却进行控制,如果电源进入了待机模式则还必须禁用 PFC。满足了上面这些开销,微控制器就能成为适合电源全面控制和故障监控的最佳选择,并且对于电源的 PWM 部分而言也是切实可行的。

图 5 HID 镇压流器采用了一个控制算法来监控灯的多种故障
节能
根据节能计划和电视类型的不同,全球范围内的待机功耗要求介于 1W 到 15W 之间不等。例如,为了获得 EPA 的“能源之星”认证,数字电视在待机模式下其功耗必须要低于 3W。
降低待机功耗的一种显著方式是最小化待机模式时系统所需的功耗。遗憾的是,通常电源设计人员会对此束手无策,并且他们还得承受不得不从有限的输入功率预算中提供大约 300 mW 的负担。虽然这可能看上去很容易实现,但 PFC 和 250W 的主电源通常会在无负载运行时耗用足够多的功率,从而造成远高于可接受限值的损耗。因此,在待机期间禁用所有未使用的电源(包括 PFC)是非常有必要的。一般情况下,这可通过栅极控制至电源控制器的偏置电源来实现。
幸运的是,IC 厂商已注意到高效率轻负载控制器的必要性,并且现在提供了专门针对这些应用而设计的控制器。图 6 显示了 PFC 和绿色环保模式反向转换器待机电源的示例。该电路采用了节能的 UCC28600 来最小化待机模式下的功耗。UCC28600 能够在轻负载时进入猝发模式运行,并提供一个信号以禁用至 PFC 控制器的偏置电源。

图 6 UCC28600 控制器(其实施了一个反向转换器作为待机电源)在提供一个信号以禁用至 PFC 控制器的偏置电源的同时在轻负载时进入了猝发模式
图 6 中所显示的电路足以将待机功耗降至 3W 以下,但是不足以获得低于 1W 的输入功率。PFC 控制器需要电阻分压器来感应 AC 线路电压和 PFC 输出电压。这些电阻器很轻松地就能耗散超过 200mW 的功率。此外,PFC 输出电容器的漏电流也可导致另外 200mW 不必要的损耗。将这些损耗加到一起就能使待机损耗远高于可接受的限值。在这些情况下,可能就需要使用继电器来断开至 PFC 和所有下行转换器的 AC 电源。该继电器可与专用的待机电源配合使用。此外,当系统处于待机模式时,只要该继电器不需要显著的偏置电源,它就可以为固态型继电器。
利用 LED 降低功耗
最基本的 LED 光引擎由红色、绿色和蓝色 LED 组成,这些 LED 会在模仿彩色图像滤波器旋转的负载占空比和频率下进行脉冲启动和停止运行。每个颜色的单独开/关信号将从微处理器发送到 LED 驱动器,并且每个颜色的强度也会通过光学传感器反馈给微处理器。为了获得适当的颜色平衡,微处理器会向 LED 驱动器发送信号以调节各个 LED 中的电流。
图 7 显示了一个便携式 DLP 投影仪 LED 驱动器电路的示例。在该电路中,TPS40071 控制器用于控制同步降压功率级,该功率级在 LED 开启时作为电流源运行,而在 LED
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