E2A265构成的数字机开关电源电路原理分析
2013-08-08郑秀峰
郑秀峰
输入与整流电路
220V交流市电经保险管F601和负温度系数热敏电阻NTC进入抗干扰抑制电路,该电路由C601、C603、C604、T601构成,它具有双重功效,既滤除市电网中的高频干扰,又抑制开关电源自身产生的高频干扰对市电网的污染。经处理的220V交流电压经VD601-VD604桥式整流、C605滤波,在C605两端得到约300V的直流电压,作为E2A265供电及启动电压。
启动与稳压电路
300V直流电压一路经开关变压器T602初级绕组③-④加至IC601(E2A265)的④、⑤脚(内部场效应开关管的漏极),另一路经启动电阻R603加到E2A265⑦脚(Vcc),对⑦脚外接电容C610充电,使⑦脚电压上升,同时内部软启动电路对①脚外接的软启动时间常数电容C606充电,当⑦脚电压上升到13.5V时,同时①脚电压上升到5.3V时,内部各功能电路开始正常工作,内部激励电路输出高频开关脉冲使场效应开关管处于开关状态,当电路起振后,只要E2A265⑦脚电压不低于8.5V,电路即锁定在振荡状态。电源启动工作后,开关变压器T602初级绕组③-④上产生感应电压,由于绕组间的电磁耦合,开关变压器T602反馈绕组①-②产生的感应电压经R624限流、VD607整流、C610滤波、VD608稳压后得到的直流电压为E2A265⑦脚(Vcc)供电,维持电源的正常工作状态。电源工作后,开关变压器次级感应出的电压经整流、滤波后为主板各单元电路提供电源。
稳压控制电路主要由IC601(E2A265)、光电耦合器IC602(PC817C)和可调三端稳压器IC603(KA431)和取样电阻R622、R623等元件组成,稳压取样电压取自3.3V电源,经R622、R623分压加到KA431控制端R。当因某种原因使开关电源次级输出电压升高时,KA431控制端R电压也随之升高,使KA431的K端电压下降,光电耦合器IC602(PC817C)内的发光二极管发光增强,光敏三极管导通增强而内阻减小,导致E2A265②脚电压随之降低,E2A265内部脉宽控制电路通过脉宽调整,使内部场效应开关管的导通时间缩短,开关变压器次级输出电压随之下降,从而达到稳定输出电压的目的。当输出电压因某种原因降低时,稳压控制与上述过程相反。
保护电路
1.开关管保护:在开关变压器T602的③-④绕组中接有由R602、C609、VD605组成的尖峰电压吸收电路,在E2A265内部开关管截止瞬间,抑制开关变压器③-④绕组产生的反向尖峰电压,保护E2A265内部开关管不被过高的尖峰电压击穿。
2.欠压保护:当交流市电过低时,开关变压器T602的①-②绕组上电压也会降低,经R624限流、VD607整流、C610滤波、VD608稳压后加到E2A265⑦脚的电压也相应下降,当该脚电压低于8.5V时,E2A265内部欠压保护电路动作,开关管截止,电源无输出,实现欠压保护。
3.过流保护:E2A265③脚内接场效应开关管源极(S)和内部过流保护电路,③脚外接的电阻R604为源极上的电流取样电阻,当某种原因使流经E2A265内部场效应开关管源极的电流增大时,流经R604的电流也随之增大,E2A265③脚电位升高,当③脚电位上升到E2A265内部保护电路阀值时,内部保护电路动作,开关管截止,电源无输出,达到过流保护的目的。
4.过压保护:当市电电压升高或稳压电路失控导致输出电源电压过高时,开关变压器T602①-②绕组上电压也会升高,经R624限流、VD607整流、C610滤波、VD608稳压后加到E2A265⑦脚的电压也相应升高,当⑦脚电压超过16.5V时,E2A265内部过压保护电路动作,开关管截止,电源无输出,实现过压保护。
5.过热保护:E2A265内部集成过热关闭保护电路,当内部温度超过140。C时,过热保护电路动作,关闭开关管激励脉冲,开关管截止,实现过热保护。
6.其他保护:在电源输入端接有负温度系数热敏电阻NTC,抑制电源电路接通瞬间过大的电流,保护电源电路及负载。E2A265①脚为软启动控制端,外接软启动控制电容C606在开机瞬间,电容上电压为0,随着内部软启动电路对其充电,C606两端电压逐渐上升,由此自动触发振荡器,使内部振荡器产生一个脉宽稍窄并逐渐加宽的启动脉冲,逐渐启动开关管工作,使开关电源有一个缓慢的启动过程,以防止开机时的冲击电流损坏开关电源及负载,当该脚电压升至5.3V时,振荡电路进入正常工作状态。
输出电路
由E2A265构成开关电源的输出电路与其他类型开关电源没有太大的区别,输出电压组数取决于主板各单元电路对电源的需求,创维C5180数字有线电视机顶盒开关电源为主板提供12V、5V、3.3V三组电源,每一组电源输出电路都是由整流、滤波等基本元件构成。