TDA16846在康佳彩電開關電源中的應用

    一、簡介
    TDA16846是飛利浦公司1998年推出優化的開關電源控制集成電路，它是一塊以開關模式控制的功率源，內部設有振蕩器，并由一系列比較器、放大器、緩沖器和R-S觸發器等組成，并采用了開關穩壓電源成功的各種控制技術和保護電路。它既可工作于固定工作頻率( 低20kHz)方式，也可工作于自由調整方式或同步方式。對開關穩壓電源輸出電壓的穩壓調整既可采用內部的誤差放大(EA)與控制電壓(BCV)進行調整控制，也可通過外部的取樣誤差比較光耦合器進行穩壓控制。并采用開關頻率隨負載變化而連續進行調整方式來獲得輕負載時的低功耗；以小電流、低電壓啟動方式來減輕對功率開關管的沖擊，輸出端口可接功率場效應管，也可接雙極型功率晶體管。該集成電路保護功能完善，除具有初次級電壓的過壓保護和欠壓保護及功率開關管過流保護外，還設有故障檢測用的兩個備用保護端口。因此，內部電路穩定可靠，外部電路簡潔元件少，整體性能優異。
    康佳在新產品系列T2168K、T2568K、T2968K、T3468K、P2962K和P2562K中廣泛采用TDA16846為核心組成的開關電源電路。配以專用具有“禁止”和復位功能的穩壓器TDA8133，簡化了負載端電路，提高了整機的可靠性，能適應市電180V～270V的變化范圍。轉載請注明轉自“湖南陽光電子技術學校-http://m.cfmuedu.cn”
    二、TDA16846端口功能說明
    13腳：開關脈沖輸出端。
    內外電路和激勵波形如圖1所示。因為場效應管的輸入阻抗極高，設置防振電阻R903和柵源電阻R902；輸出波形前沿上升時間不大于250ns，后沿下降時司不大于125ns。
    14腳：TDA16846供電端口。
    開機后，整流濾波后的300V，經R918從2腳進入(見圖2)，D1導通，14腳外接電容c913被充電，過約1.5秒鐘，14腳的電壓等于15V時，供電電壓比較器SVC輸出高電平，TDA16846開始啟動。啟動后②腳電壓將會降至1．5V至5V之間，D1截止，于是14腳的工作電壓將由變壓器次級的13-14繞組電壓通過外部VD902整流后提供。該電壓只要不小于8V，開關電源都將穩定可靠地運行。若14腳的電壓大于16V時，比較器OVC將輸出高電平。使13腳輸出低電位，場效應管V901截止，所以14腳具有諸如負反饋失效、振蕩過強，次級電壓的過壓保護。當14腳電壓小于8V時，SVC將輸出低電平，13腳也輸出低電位，場效應管截止，14腳又對振蕩過弱、輸出電壓過低(約為標準值的1／2)，諸如負載短路起保護作用。
    ②腳：初級電流信息輸入及其過流保護端口。
    反相器的輸出受13腳驅動脈沖的控制：低電平時，反相器輸出高電位，電子開關接通，C918放電至1．5V；高電平時，輸出低電位，電子開關斷開，300V通過R918對C918充電，2腳電壓逐漸上升至控制電壓Vcv時，觸發器ONTC翻轉，場效應管截止(見圖3)。因此，控制電壓 大值Vcvm將限制場效應管的 長導通時間，故2腳又稱初級電流信息輸入過流保護端口。



    如果因某種原因負載加重，相應地初級電流必然也更大，但因 大初級電流ID被限制，各繞組的輸出電壓必然降低，直至14腳端供電電壓小于8V，產生欠壓保護作用， 后“保護性”關機。因某種原因使時間常數R918×C918變小(例如電容漏電)，充電加速，場效應管導通期縮短，保護作用勢必提前發生．各繞組電壓勢必下降，嚴重時還會關機。這就是②腳外電阻R918和電容C918所起的基本作用。
    ④腳：軟啟動控制端口。
    開機瞬間，由于電容充電的初始電流特大，整機大部分支路均處于低壓大電流的工作狀態，俗稱“浪涌”電流，在具有大電感的支路中，浪涌電流又會使感應的電動勢很高。為保護元器件，特別是大功率場效應管不被浪涌電流和高感應電勢損壞，在TDA16846內設置有開機瞬間的軟啟動電路，可在開機時整機各點處于低壓小電流的工作狀

    剛開機時，內部5V電源經電阻R2對④腳外接C920充電(見圖4)。由于BCV是接成并聯電壓負反饋形式，閉環電壓放大倍數等于1，因此其輸出的Vcv(即控制電壓)將與④腳電壓一樣，隨時間緩慢上升趨向 高值(Vcv·m=5V)，該控制電壓Vcv (t)提供給“開時間比較器”ONTC的反相輸入端，作為參考電壓，控制著驅動脈沖(即場效應管的)導通期Ton，隨著Vcv(t)緩慢上升逐漸展寬，直至Vcv=Vcv·m時 寬。完成軟啟動過程。


    ③腳：過零電壓檢測／誤差電壓輸入端口。
    該端口的內外部電路如圖5所示。當場效應管由導通至截止時，會在13-14繞組感應出反相電壓與c919產生振鈴(其感應電壓波形如圖5)，當其小于25mV(過零標志)時，過零檢測比較器ED1輸出高電平，場效應管重新觸發導通，所以③腳又稱開關管觸發導通端口，可見開關管的截止期Toff將由振鈴和放電速率決定。該腳還與內部的控制電壓Vcv的誤差放大器EA相連，其同相輸入端連接參考電壓Vref=5V。次級繞組13-14感應的正極性開關脈沖電壓經過R919與R909分壓后送入EA反相輸人端。當輸出電壓較高時，脈沖電壓的幅度大于Vref，誤差放大器EA輸出負極性脈沖，D2導通，經c920平滑使Vcv電壓較低，輸出電壓將自動調低，當輸出電壓較低時，脈沖電壓幅度(TON窄)低于
Vref，EA輸出高電位，D2截止，Vcv電壓由于C920被5V充電而較高，輸出電壓又自動地調高。便實現了對輸出電壓的自動穩壓控制。由此可見，即使沒有光耦臺器負反饋支路，TDA16846③腳也能完成穩壓控制作用。
    ⑤腳：光電耦合端口。
    采用③腳的負反饋穩壓作用，已經滿足控制靈敏度的要求，⑤腳可以懸空，但是如果需要更高的控制靈敏度，則可以外接誤差放大器，并通過光耦臺器從5腳輸入完成穩壓控制作用，如圖6所示。B+的微量變化經誤差比較器從V902集電極輸出的誤差電壓，經N902光電轉換使5腳的控制電壓Vcv減小(或增大)，場效應管導通期Ton減小(或增大)，完成對輸出電壓穩壓控制。值得注意的是，內部BCV的同相輸入端同時存在兩條線兩個輸人電壓，兩者相比電壓較高一路被阻隔，BCV將跟隨電壓較低的那路形成控制電壓Vcv，使形成二條負反饋穩壓支路同時存在，而電壓較低者優先的“雙保險”局面。



    11腳：初級電壓檢測端口。
    在11腳內設置了對電網電壓的檢測電路，對其過壓或欠壓均有適當的保護措施，如圖7所示。經橋式整流濾波后未穩電壓Vo，經R920、R910分壓后使11腳電壓小于1V時，PVC輸出高電平使觸發器的Q=0，從而使開關管截止，實現電網電壓欠壓保護，若11腳電壓大于1.5V(電網電壓過高)，PVA輸出端為低電平，D5導通，Vcv電壓將等于“4V-V（11腳）／3”，這時相應的初級電流減小并接近或小于場效應管的實際工作電流，開關電源輸出電壓降低，以過流保護形式實現了對電網電壓的過壓保護。轉載請注明轉自“湖南陽光電子技術學校-http://m.cfmuedu.cn”

    ①腳：振鈴抑制端口。
    ①腳外接R907與C917并聯到地，內連截止時間比較器OFTC的反相輸入端(見圖8)，其同相輸入端內接控制電壓Vcv。場效應管導通期Ton，恒流源接通，約1mA電流對C917充電，直至3.5V為止。當場效應管由導通轉向截止時，C917通過R907放電，輕負載時，Ton較窄，Vcv的 小值為2V；C917由3.5V放電至2V的時間 長(Tc=0．47R907×C917)。只要①腳電壓大于Vcv，此間OFTC輸出低電平，與門G2關閉，阻止與其“相與”的③腳振鈴電壓單獨使場效應營觸發導通，保證在輕負載時有足夠的T。將由③腳電壓括振鈴自行控制，可參見圖5所示
    ⑦腳：固定/同步頻率端口。

    圖9中的⑦腳外接R7、c7并聯后與內部具有正反饋電阻網絡的運算放大器，組成自激式方渡振蕩。當C7為低電位時，KSY輸出高電位(約4V)且通過R4以1mA電流對c7快速充電，c7上電壓上升，至KSY同相輸入端電壓(約3.6V)時，其輸出端開始降低，由于正反饋的作用，KSY輸出迅速轉為低電平，二極管D4截止，C7開始通過R7慢速放電，只有當C7的放電電壓接近1．5V時，KSY翻轉輸出高電位，通過“與門”電路輸出高電位使ONTF翻轉，場效應管再次導通，因此振蕩頻率決定于兩個固定的時間常數R4·C7和R7·C7。
    若⑦腳外懸空或接固定的電壓，KSY將不起作用，工作于頻率自動調整模式。
    若⑦腳外部除R7、c7并聯接地外，還通過光電耦合器與某外部同步振蕩器輸出的矩形脈沖相耦合，則工作于同步模式。康佳的“K”型機中將⑦腳與⑨腳相連，說明TDA16846工作于自動頻率調整模式。
    ⑨腳：參考電壓5v輸出端口。
    若外接電阻到地，⑥腳故障比較器(FC2)就能有效工作。
    ⑩腳或⑧腳：故障比較器輸入端口。
    ⑩腳門限電壓為1v，⑥腳門限電壓為1.2V。高于門限電壓時，比較器輸出高電他，立即使13腳輸出零電平，開關電源關閉，不過康佳“K”型機中未用。
    ⑧腳：空腳。
    ⑥腳：接地。