OZ960解析.doc

浅谈OZ960原理与设计 目前，我们公司的INVERTER设计大部分还是采用传统的Royer回路，但随着LCD技术的不断发展，INVERTER慢慢是采用了其它一些新电路，如：目前我司刚刚采用一种全桥式的电路。 Royer回路 全桥式回路 下面我来简单地介绍一下Royer回路与全桥式回路的不同工作原理： Royer回路是根据通过启动电阻R224/R225提供开关晶体管的基极电流使其通、断工作，并利用变压器的饱和特性，要求采用矩形磁滞回线的铁芯，这种变换器的电路结构简单，使用时铁芯饱和，不仅铁芯损耗大，而且晶体管在截止前出现较大IC峰值电流，开关管损耗大。适用于几十W输出功率的电源，目前我们采用Royer电路的转化效率大约为75％～85％。 全桥式电路是采用4个开关晶体管Q1/Q2和Q3/Q4接成桥路，采用Q1/Q4和Q2/Q3交替通/断工作，变压器初级绕组上施加交流电压的方式，适用从几十W到几千W的输出功率，由于它采用了零电压切换方式，因此开关管的功率损耗很小，其转化效率大约在80％以上。 第一部分：OZ960零电压切换工作原理与步骤 现在先来看一下，传统开关管与采用零电压切换开关晶体管的差异，如下图： Stage0:初始状态时Q1=On;Q4=On 电流方向：Q1(Tr(C1(Q4(GND Stage1:Q1=Off;D(Q2)=On;Q4=On;当Q1＝Off时，由于变压器一次侧存在自感电压，使得变压器一次侧的电流不能立即中断，故当Q1=Off时，Q2自身的二极管D被打开，此时电流方向：GND(Q2(Tr(C1(Q4 Stage2:Q2=On;Q4=On,当Q2自身二极管被打开时，在二极管的Source和Drain之间电压大约为VDS＝－0.7V，这时Q2晶体管被打开，因此，Q2开关晶体管有零电压切换功能。此时电流方向：Q2(Tr(C1(Q4(GND Stage3:Q2=On;Q4=Off;DQ3=On,此时，由于变压器一次侧的电流不能立即中断，只能打开Q3自身二极管进行续流，电流流向：GND(Q2(Tr(C1( DQ3 Stage4:Q3=On;Q2=On,当DQ3=On,开关晶体管Q3的Source和Drain之间的电压VDS=-0.7V,这时开关晶体管Q3被打开，因此，晶体管Q3具有零电压切换功能。 电流流向：Q3(C1(Tr(Q2(GND Stage5:Q2=Off;DQ1=On;Q3=On,当Q2=Off时 由于变压器一次侧存在自感电压，使得变压器一次侧的电流不能立即中断，故当Q2=Off时，Q1自身的二极管D被打开， 电流流向：Q3(C1(Tr( DQ1(Q3 Stage6:Q1=On;Q3=On, 开关晶体管Q3的Source和Drain之间的电压VDS=-0.7V,这时开关晶体管Q3被打开，因此，晶体管Q3具有零电压切换功能。 Stage7:Q1=On;Q3=Off;DQ4=On, 当Q3=Off时 由于变压器一次侧存在自感电压，使得变压器一次侧的电流不能立即中断，故当Q2=Off时，Q4自身的二极管D被打开， 电流流向：GND( DQ4(C1(Tr(Q1 Stage 8: 开关晶体管Q4的Source和Drain之间的电压VDS=-0.7V,这时开关晶体管Q4被打开，因此，晶体管Q4具有零电压切换功能。电流流向：Q1(Tr(C1(Q4(GND 第二部分：OZ960各个引脚功能以及周边回路的设计 第一PIN为CTIMR:此PIN外接一个大约为1uF电容到地，当OVP脚PIN的电压达到2.0V时，第一PIN的IC内部开关被打开，一个为3.0uA电流对电容C239进行充电，当CTIMR电压达到3V时，IC启动内部的保护功能，这时IC就被关闭，通过选择C239电容的值应可以确定IC被保护的一个时间点，下面就来说说如何计算IC的保护时间点： 因为Q=I*t=V*C=t=(V*C)/I 当C239电压被冲到3v，C239=1uF时，t=(3v*1uF)/3.0uA=1秒 第二PIN为OVP:此PIN为过电压保护PIN，输出电压被反馈到这一PIN上，当灯管被OPEN或是灯管坏掉时，OVP的电压就会升到2V，此时CTIMR电容被充电，当CTIMR被充到3V时，IC就会启动内部的保护功能，IC停止工作。 下面就来计算如下图2所示电图V0到底多大才能使OVP脚到达2V。 V1＝[C4/(C4+C6)]*V0 V1=VOVP+VD=2.0+0.7=2.7V V0=[(C4+C6)/C4]*V1=[(12p+18n)/12p]*2.7=4100VP-P 也就是说只有输出电压的峰－峰值达到大于4100以上时，OVP电压才能到达2V。