等离子显示器（PDP）控制电源设计与分析

引言

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，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，因此采用两路相同结构的独立双管双正激变换器。我们以地址驱动电源Va为例进行设计，该路功率为120W，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。当Vra为2V时，对应 Va的输出为65V。其控制电路采用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。主拓扑采用双管双正激 变换器，特点是器件应力小，不存在剩磁问题，电路简单，避免直通问题，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