《Microsoft Word - 电源芯片viper22a的工作原理》.pdf

viper22a 工作原理 开关电源具有效率高的特性,而且开关电源的变压器体积比串联稳压型电源的要 小得多, 电源电路比较整洁,整机重量也有所下降,所以,现在的DVD 机大都使用开 关电源。电源电路正常是DVD 机正常工作的基本保障。 1.开关电源的基本工作原理 开关电源的结构框图如图1。由对输出电压“取样”,并对基准源进行“ 比较”后控制 “调整管”或“开关管”,此时开关电源的“开关管”相当于一个开关,开通时间由比较 结果而定;当开关电源输出的电压太低时,通过“ 比较放大”控制“开关时间控制电 路”使“开关管”开通时间变长,从而使输出的电压提升。 开关电源的核心部分是“开关管”和“变换器”组成的开关式直流-直流变换器。它 把直流电压Ui(一般由输入市电经整流、滤波后获得)经开关管后变为有一定占空 比的脉冲电压Ua,然后经整流滤波后得到输出的电压Uo 。 图2 所示是电源电路的实物图。图中右上角输入220V 交流市电,先经电源滤波电 路后用右下角的二极管进行整流,再经大电容滤波后输出直流。由于是对220V 交 流信号进行整流滤波,所以二极管的耐压值要高,而电容的容量也要大,所以实物 图中右下角的电容体积很大。整流滤波后得到的直流信号再经右边居中的开关电 源IC 转换成高频的交流信号,再经变压器耦合输出各路低电压的交流信号。由于 变压器是工作在高频状态,所以其体积较小。耦合输出的各组交流信号经左边的 二极管整流、电容滤波和三极管稳压或三端稳压电源稳压后输出各部分电路工作 所需的直流电压。此电路由于采用了变压器并联耦合,而且比较放大电路反馈回 脉冲调宽电路是利用光耦器件,即用光信号来传递信息,输入端与输出之间实现绝 缘,是冷底盘机,其防触电的警告标志仅在电路板的右边。光耦跨接在有警告标志 和无警告标志部分,起到传递信号而又能隔离前后级地线的作用。这种机型在维 修主电路板时, 由于主电路板与大地不相连,通常比较安全。但在测量后级电压时, 不能使用前级的地线,否则所测电压将全部为0V 。 图3 所示是电源电路原理图。电源IC 为专用开关电源集成电路VIPER22A, 图4 是其外引脚图,图中,第1、2 脚SOURCE 是内部场效应管源极的表示,在使用中通 常接地,3 脚FB 是取样电压输入端,4 脚VDD 是供电电压端,第5、6、7、8 脚的 DRAIN 表示接通内部场效应管的栅极。图5 是其内部结构图。 220V 的交流电源经开关输入后,经四个二极管构成的桥式整流电路整流、C1 滤 波后输出一个300V 左右的直流信号。由于VIPER22A 处于工作状态,在其内部场 效应管截止时,会在变压器初级(L 左1)两端产生大于300V 的电压,利用R1 、C2 和D5 构成防冲激电路,使其电压有一个释放回路, 以免激穿VIPER22A 内部场效 应管。 从图5 所示VIPER22A 的内部结构可知,它与其它开关电源存在一些不同。开机 后,300V 的直流电压从DRAIN(漏极)脚进入集成电路,经整流和稳压后供给开关 电源IC 工作,从而使这个电路工作时不需要外接启动电阻。即使Vdd 供电电路不 正常, 电源电路的振荡电路仍能起振,而且电路有输出电压。用这种专用电源IC 的 DVD 机电源有故障时,故障现象和其他开关电源的故障有所不同,其他开关电源 通常无Vdd 时, 电源电路中的振荡电路不起振,会出现无输出的故障现象。 电路工作正常时,开机后,在Vdd 正常前, 由芯片内部自身供电,经过很短时间 后,Vdd 供电电源正常,此时,利用门电路控制开关电路(ON/OFF)断开从栅极输入 的供电回路。VIPER22A 有过热、过压保护功能。Vdd 从4 脚输入后,首先送入比 较器,一旦输入Vdd 大于42V,则触发器(FF1)输出一个置位信号1 使控制振荡电路 工作的触发器(FF2)输出为0,锁住U2,振荡信号无法输出,即开关管不工作。当输 入电压小于14.5V 时,U3 也将输出一个复位脉冲,使开关管不工作。当电路过热 时,R1 为1,将FF2 置0,开关管不工作。当供电电压Vdd 在正常范围时,FB 所得的 取样电压与基准电压0.23V 相比较,用其比较结果去控制FF2 的转换频率,从而控 制开关管的状态转换,实现控制输出电压,达到稳压的功能。该集成电路芯片内部 包含60kHz 的振荡电路,其外围电路相当简单。 下面,为分析方便,把电源变压器左边的两组线圈从上到下定义为L 左1、L 左2 。 右边的线圈从上到下定义为L 右1、L 右2 、L 右3 。 图3 中,L 左2 互感产生的交流脉冲电压经D6 整流、R2 限流和C3 和C6 滤波后