1、第五讲 CRT电视机的开关稳压电源 CRT电视机的开关稳压电源与液晶电视机的开关稳压电源有很多区别， 无功率因素校正 （PFC）电路，所用的 PWM芯片习惯上也不一样，输出的直流电压种类较多，保护电路的 保护方式也有区别。为此作单独介绍。 一、PWM控制器和大功率场效应管组合-FSCQ1265RT简介 FSCQl265RT是新一代开关电源变换器，它具有很高的功率变换率和 很低电磁辐射EMI，完全取代以往使用的STR6700、6707、6709、KA5Q1265RF 等 开关稳压变换器，它特别适用于对噪声很敏感的设备如彩电和音频设备。 FSCQl265RT是一个集成脉宽调制(PWM)控制器和大功
2、率SenseFET场效应管的组合， 这种设计有利于使用最少的外部元器件， 在这里PWM控制器包含有集成固定频率振 荡器、欠压搜索电路、引导边缘消隐电路(LEB)、优化门驱动器，内部软启动电路 以及为环补偿和自保电路，内含温度补偿精密电流源，如果与分离的MOSFET和PWM 控制器组合方案相比较，它既降低成本、减少尺寸和重量，而且提高效率、改善 生产能力， 使系统更加稳定可靠运行。 FSCQ1265RT比早期的KA5Q1265RF有许多优点， 起动电流仅为20 50A，是原来的五分之一，峰值电流为7A，提高了1A。它的工作电压 范围是85V265V .。最大输出功率：170W（输入交流电压220
3、V左右时） ，140W（输入交流 电压90V左右时） 。 1、主要性能 优化准谐振变换器(QRC)； 为低于1W的待机功耗下运行提供先进的突变模式； 脉冲电流峰值允许可达7A； 内设置过载保护OLP，并能自动重新启动； 内设置过压保护OVP，并能自动重新启动； 内设有异常过流保护AOCP,采用门限方式； 内部设有过热切断TSD，采用门限方式； 设置具有延时的欠压闭锁(UVLO)功能； 很低启动电流，仅有25 A； 很低运行电流，典型值为6mA； 内设有高电压功率管SenseFET； 内设有软启动，仅需20ms； 为适应宽域输入，设置扩展准谐振切换。 2、引脚图和引脚功能 图3-5-1 FSCQ
4、l265RT的顶视图 1表3-5-1 FSCQl265RT的引脚功能 脚号 脚名 引脚功能 1 Drain 该脚与高压功率SenseFET管的漏极相连 2 GND 该脚与SenseFET管的源极相连，也是控制器地端 3 Vcc 该脚是外部正电压的供电端，为启动运行和稳态运行提供内部运行电流 4 Vfb 该脚在芯片内部连接到PWM 比较器的反相输入端，而外部光耦合器的集电 极与该脚也相连。为了稳定运行，把个电容接于该脚和GND 脚之间，若 该脚电压达到75V，过载保护触发器使功率管断开。 5 Sync 为准谐振运行，该脚在其内部与同步检测比较器相连，在正常准谐振运行 时，同步比较器的门限值为46
5、V26V，如果在扩展准谐振运行时，该 比较器的门限值改变为30V18V。 3、极限运行参数 表3-5-2 FSCQl265RT的极限值(Ta=25) 参量名称 符号 数值 单位漏极和源极(GND)间电压(Tj=25150) VDSS 650 V 漏极和栅极间电压(RGs=1M) VDGR 650 V 栅极和源极(GND)间电压 VGS 30 V 漏极脉冲电流(最大结温条件下) IDM 36 ADC 单脉冲雪崩能量(L=21mH、VDD=50V) EAS 950 MJ 连续漏流(Tc=25) ID 53 ADC 连续漏流(Tc=100) ID 34 ADc 供电电压 VcC 20 V VSYNC
6、 -0313V 模拟输入电压范围 VFB -03VVCC V 总功耗 PD 50 W 运行节点温度 TJ +150 运行环境温度 TA -25+85 存储温度范围 TSTG -55+150 24、FSC01265RT的内部框图 图3-5-2 FSCQ1265RT内部框图 二、开关电源的工作过程 见图3-5-2和图3-5-现简述FSCQ1265开关稳压电源的工作过程 （1 ）开启和停止。（2 ）调压过程。（3 ）同步过程。（4 ）待机过程。 1、开启和停止 开机后，300V的直流电压通过R915 给C908充电。当Vcc脚电压升到14V时，电源芯片 FSCQ1265的内部电路开始工作。 芯片内的
7、MOS管开始了正常的导通和截止。 Vcc脚的电压 改由辅助绕组经VD910整流、C911滤波和R910降压、VD908箝位、C908滤波后供给。当 Vcc脚的电压降低至10V时，芯片内部电路停止工作，MOS管也停止了开关。 2、调压过程 正常工作时， 当由于某种原因造成B电压升高后， 通过电阻分压到V951基准极 （G极） 的电压也升高。V951 （KL431A） 是一个基准电压为2.5V的误差放大器。 极电压的升高引 起极电流的增大。 即光藕次级 （1 、2 脚） 电流增大。 这样， 误差取样放大电路将B电压 的变化转变为光藕电流的变化。 因此光藕初级 （3 、 4 脚） 的电流增大。 电源
8、芯片FB脚（ Pin4 ） 内部恒流源分给电容C922的充电电流减少，FB脚电压降低， 芯片内部与之对应的比较器上 的电压降低，比较器另一个脚接到MOS管另一个源极取样电阻Rsense上（如上图所示） 。 因此，当FB脚电压降低即意味着开关管漏极电流的降低，即开关管提前截止。从而使得B 电压降低。反之亦然。 33、同步过程 初级电路中的VD911 、R913 、C913 、VD909 、R912为电源芯片的SYNC脚（Pin5）输 送同步信号 （幅度为9V左右的脉冲电平） 。R913 、R912分压调整电平幅度，C913 与R913 调整延迟时间。开关管由导通何时转为截止，上面讲过是由FB脚的
9、电平决定。而由截止何 时转为导通， 却是由SYNC脚的脉冲电平送到内部比较器上决定。 当开关管截止后， 初级绕 组向次级绕组传递能量。在次级绕组的能量释放完后，开关管并不立即导通，变压器初级 绕组与C920开始谐振，同步电路的作用即是调整延迟同步电平，使得串联谐振的电压幅度 谐振到最低点时才导通，见下图3 5 3 。 图 353 同步过程 4、待机过程 当 CPU 的 POWER 脚由高电平转为低电平时（由电视机的控制芯片发出） ，待机为 低 电平V952 V950 导通稳压管 D958 导通光耦合管输出电流加大，FSCQ1265 的 FB 端 子电压下降，使IC转入间隙振荡状态。通过高频变压
10、器次级及整流滤波后的输出电压值是 原来的一半，使电视机的小信号处理电路停止工作，进入待机状态。为了保证待机后能重 新开机，不因输出直流电压降低一半而受影响，另设计有专门的转换电路如图3-5-4所示。 图3-5-4 待机电源切换电路 因为在待机时，开关电源所有输出电压降一半，图 3-5-4 中 14V、7V、4V都降低一半，为了保证待机电4 5 源 S-5V不变，此时由 CPU发出的高电平信号使 V969 导通V968 截止V967 导通而接地V966 导通 使三端稳压器 N950 改由 14V 降成的 7V 供电，而使 S-5V 不变，由于 V963 的导通，原 4V 的端子变成 5V .。
11、三、开关电源的保护 该开关电源具有过载保护 （OLP ），过 压 保 护（OVP） ， 反常过流保护 （AOCP），过 热保护（TSD）及欠压锁存等保护功能。其中过压和过载保护是重启模式，反常过流和过 热保护是锁存模式。 1、保护模式 （1 ）重启模式保护 当一个故障出现时， 开关停止，MOS管关断。 电源芯片的供电脚Vcc由于没有反馈绕 组 的能量提供而导致电压下降。 当电压降至欠压锁存的停止电压10V时， 保护被复位， 电源芯 片消耗电流减少（仅仅是启动电流25uA），这时300V的直流电压又通过启动电阻R915 、 给C908充电。当Vcc脚电压升到14V时，电源芯片开始正常工作。如果此
12、时故障没有排除， 仍然存在。 则又开关停止， MOS管关断。 Vcc电压因耗电电流加大而下降。 重复刚才的过程， 直到故障排除。 （2）锁存模式保护 一旦保护被触发，开关停止，MOS管关断。电源芯片的供电脚Vcc电压在10V 和14V 之 间不断地充电和放电。只有当该脚电压掉到低于6V以下（比如关掉电源或给C908放电）， 锁存模式保护才被复位。 2、保护种类 （1）过载保护（OLP） 当B电压的负载非常重 （比如极端情况行管被击穿短路） ， 超出电源输出负载能力时， B电压降低，前面已经讲过调压过程。可知这将造成光藕的3 、4 脚流过电流减少，FB 脚 电压升高。当电压升高至2.8V时，电源
13、芯片内部D1二极管导通，一个5uA的恒流源开始给 FB脚的电容充电。当充到6.9V时，过载保护电路被触发。进入重启模式保护状态。 （2）过压保护（OVP） 当某种原因造成次级B 电压反馈环路开路时，光藕电流变为几乎为零。FB脚电压以 类似于OLP的模式上升。根据前面调压过程知道，随着FB脚电压的上升，开关电源提供的 能量越多，B电压越高，一直要到出现OLP才行。但在出现OLP之前，B 电压已超过了 各器件的额定值。 为避免此种情况损坏器件， 该电源芯片利用SYNC脚设置了一个过压保护 电路。 正常情况下， SYNC脚的同步脉冲电平设置在大约为9V峰值。 当B电压上升时， SYNC 脚的脉冲电压
14、成比例地上升， 当上升到12V时， 过压保护电路被触发。 进入重启模式保护状 态。 （3 ）过流自锁保护（OCP） 当次级的整流二极管或线圈绕组出现短路时，瞬间一个非常陡峭的电流以很高的电流 变化率di/dt流过MOS管。这种情况过载保护是不会被触发的。该电源芯片为这种情况设置 了一过流保护电路。当该电流流过MOS管时，在其S极所接的到地电阻Rsense上产生一个 电压。该电阻Rsense接到一个比较器的一端，比较器的另一端接了一个预设的电平值。如 果Rsense上产生的压降达到预设值。则比较器翻转。过流保护电路被触发。进入锁存模式四、开关电源的其它问题 3、 高频变压器的次级输出B+电源有两
15、组线圈， 是用于选配不同的显象管， 一组输出是125V， 另一组输出是145V。 6 保护状态。 （4 ）过热保护（TSD ） 该电源芯片将MOS管和控制IC集成在一个封装内，使得控制IC非常容易测试MOS管的 温度。当异常情况使得MOS管的温度达到大约150度时，过热保护电路被触发。进入锁存模 式保护状态。 1、电源负载电路的保护 除了上面所介绍的保护外，当电视机的场扫描失落，或行输出短路，高压过高等的保护 我们称为辅电源负载电路的保护，在CRT电视机中还要通过CPU送出待机信号而进行保护的。 2、消磁电路的保护 因为和消磁线圈相连的热敏电阻器质量不好，其中和消磁线圈串联的热敏电阻RS不加 电状态下阻值应是 9左右（另外并联的 RP阻值是数 K） ，开机数秒钟后阻值应迅速升至 数百 K,，使消磁线圈中电流极小，若 RS损坏而不起作用，消磁线圈中将长期通过大电流， 将发热而烧毁电视机，为了防止这种情况的出现，另外加了继电器 RY901、及延时电路 V953、V954、R964、C973 等。开机数秒钟后，继电器动作将消磁线圈的电源断开，以 防止 RS不起作用。 图 355 消磁电路 图3-5-5 FSCQ1265 构成的开关稳压电源电原理图 7
