液晶电视绿色节能开关电源电路设计

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1、南华大学电气工程学院毕业设计引言随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电力检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都

2、随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。1955年美国罗耶（GH.Roger）发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，是实现高频转换控制电路的开端，1957年美国查赛（JenSen）发明了自激式推挽双变压器，1964年美国科学家们提出取消工频变压器的串联

3、开关电源的设想，这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。到了1969年由于大功率硅晶体管的耐压提高，二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善，终于做成了25千赫的开关电源。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的100kHz、用MOSFET制成的500kHz第51页共51页南华大学电气工程学院毕业设计电源，虽已实用化，但其频率有待进一步提高。要提高开关频率，就要减少开关损耗，而要减

4、少开关损耗，就需要有高速开关元器件。然而，开关速度提高后，会受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。这样，不仅会影响周围电子设备，还会大大降低电源本身的可靠性。其中，为防止随开关启-闭所发生的电压浪涌，可采用R-C或L-C缓冲器，而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁缓冲器。不过，对1MHz以上的高频，要采用谐振电路，以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波，这样既可减少开关损耗，同时也可控制浪涌的发生。这种开关方式称为谐振式开关。目前对这种开关电源的研究很活跃，因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在

5、理论上把开关损耗降到零，而且噪声也小，可望成为开关电源高频化的一种主要方式。当前，世界上许多国家都在致力于数兆Hz的变换器的实用化研究。自从英国广播公司（BBC）于1936年在伦敦开通世界上首个公共电视广播以来，电视机领域取得了长足的发展：从BBC于1953年开通首个彩色电视广播，到日本NHK于1981年进行首例高清电视（HDTV）系统演示等，不一而足。此外，世界各国纷纷采取行动，以将TV信号从模拟传输升级至具备更高质量的数字制式。以美国为例，到2009年2月美国将停止模拟电视信号传输。但是，在客厅中坐在一个老式大盒子面前（看电视节目）的方式已经变得落伍。

6、对于电视行业来说，新技术的发展，正催生着无穷的机遇”。这是美国《新闻周刊》2005年6月份所描述的一个景象。FPD既包括液晶显示（LCD）技术，也包括等离子技术。虽然在50英寸以上平板电视中，等离子电视（PDP）占据着优势，但在50英寸以下的大屏幕平板电视中，液晶电视无疑在市场上占据着绝对的优势地位。本文将探讨的就是一款采用安森美半导体NCP1396高能效谐振模式控制器和NCP1605功率因数控制器的220W液晶电视电源参考设计。我们不仅会分析液晶电视对电源的要求和现有解决方案的局限，更会探讨如何利用安森美半导体的这些高性能器件来克服上述局限之处。第51页

7、共51页南华大学电气工程学院毕业设计1液晶电视开关电源的介绍1.1液晶电视对开关电源的要求在大于30英寸的大尺寸平板电视中，电源通常内置，因为它需要的功率高达200W到600W。需要几种不同等级的电压来为背光、音频、视频、解调等不同功能模块来供电。由于输入功率高于75W，应用就需要遵从IEC1000-3-2D类标准对电流谐波含量的要求，也就要使用功率因数校正（PFC）技术。由于主电源必须优化，以提供更高的能效，并适应更纤薄的外形要求，就必须采用有源PFC来限制主电源前面的输入电压变化。大多数液晶电视电源设计用于接受交流85V至265V、频率为47至63Hz

8、的通用主输入。此外，还需要具备5V辅助电源来为微控制器供电，因为后