利用STRF6656设计34寸彩色电视机开关电源

1 引言

混合型电源IC STR-F6600系列是日本Sanken电气公司的近年产品。它内含MOSFET及控制IC部分，是专门为反激型变换器设计的，特适用于彩色电视机开关电源。

该混合IC可工作于准谐振方式以及脉冲占空比控制（PRC——PulseRatioControl)方式。它具有常规第二代SMPSIC的特点，即采用次级输出采样及光耦反馈稳压、准谐振、高效率、宽输入范围、良好的输入电压调整率和负载输出特性，还有过流、过压及热保护等。相对于同类型的其它厂家IC，它多了一个热保护以及开关电噪声较小，可简化或甚至取消浪涌吸收电路。

本文介绍该系列IC的工作原理，在此基础上描述怎样利用它设计制造一个34″彩色电视机开关电源。文中给出样机电源电路，变压器设计以及实验结果。实验表明，该电源完全符合电视机电气要求，它外围元件少，设计容易，稳定度高。在高温、低温、EMI、短路和开路等环境和安全实验中均符合国家标准，是一个不可多得的简单和高效能的电视机实用开关电源。

2 混合型开关电源控制器STR-F6600系列原理和特性简介

图1给出了STRF6600系列的原理方框图。这是一个有一个引出脚的塑料封装IC，其每脚功能简述见表1。

表1 STR-F6600系列每脚功能管脚符号说明功能

2.1 起动电路

当AC电源在t0加入时，由图2可知，在半个周期内，A点对地峰值电压VA≈Vd（整流电压），VA经过R902向C909充电，使IC脚④上电压Vin近似线性上升（见图3）。当Vin上升到阈值电压Vin(ON)=16V时，IC内的控制电路开始起动，Vin端口上的输入电流Iin由100μA突升到30mA，电容C909来不及供电而使Vin下降。如果此时由驱动绕组D1所提供的DC电压足够的话，Vin将不致于掉到仃振阈值11V以下，则IC继续工作起动成功。驱动绕组D1的圈数须保证经整流后在C909上电压超过11V，同时又要低于20.5V。因为Vin大于20.5V则过压保护电路起作用，Vin小于10V时则欠压保护电路起作用。一般Vin取18V是较合适的。

关于R902及C909的选值要适当。R902、C909太大均会使IC起动时间t1t0延长。但C909亦不能过小，否则在驱动绕组电压到来之前它已不能维持IC动作，这样就不能顺利起动。一般对宽电源(90～270)VAC电压C909取(47～100)μF，R902取47kΩ～68kΩ是合适的，对窄电源（200VAC），R902可取82k～150k。在本例子中，当R902=82kΩ，C909=47μF，输入电压为90V时，其开机起动时间为1.3μs左右。

2.2 内部振荡器，稳压原理和过流保护

（1）内部振荡器

IC内部振荡器是通过对C1的充放电而形成振荡脉冲的，放电时间常数C1R1(≈50μs)决定了MOSFET的关断时间。在PRC运用模式中，稳压是由固定toff而变化ton来达到的。图4示出了当没有稳压控制信号输入时，内部振荡器的工作波形。由图5波形可见，当MOSFET导通时，电容C1被充电到6.5V。同时漏极电流ID逐步上升，在R5上形成一锯齿形状电压VR5。VR5通过R4后几乎无损失地加到IC的①脚OCP/FB端口。当①脚电压V1达到阈值Vth1≈0.73V时，比较器1开始动作，它使振荡器输出反相，并通过驱动级将MOSFET关断。此后C1通过电阻R1放电，C1两端电压按恒定的放电时间常数C1R1线性下降。当它降到3.7V左右时，振荡器输出再次反相，使MOSFET重新导通，C1电压再次跳升到6.5V。如此不断重复上述过程。

由上述可知，MOSFET的导通持续时间ton是由VR5的上升斜率决定的，而toff在PRC模式中则由C1R1决定。

（2）稳压原理

如图5所示，为了控制输出，光耦合器的误差信号输出电流在R4上形成电压降VR4串接在VR5上，从而使输入到①脚的电压V1波形部分受到VR4的控制，使比较器1提前或拖后反相，以改变MOSFET的ton从而改变次级输出电压，达到稳压的目的。这属于电流控制方式。一般说来，在电流控制方式中，轻载时VR4会升高，有可能使MOSFET导通时的浪涌电流所引起的噪声对比较器1带来误触发。为了解决这个问题，在MOSFET关断期间插入一个有源低通滤波器，它是由C5和一个1.35mA恒流源组成，旁接于①脚和地之间。在MOSFET导通之前，该滤波器分流了从光耦输出的约一半电流量，因而使VR4直流偏置量有效降低，防止了导通浪涌电流的叠加而引起的误触发，此外C5的存在也加大了对噪声的吸收旁路作用。

应该指出的是，现在ton的控制是通过改变VR4的直流电压达到（见图6），这与过去传统方法不同，过去的STRS6700和STRM6800系列

管脚	符号	说明	功能
1	OCP/FB	Overcurrent/Feedback terminal	输出过流检测信号和稳压控制信号
2	S	Source terminal	MOSFET源极
3	D	Drain terminal	MOSFET漏极
4	VIN	Supply terminal	控制电路的电源输入端
5	GND	Ground terminal	地