L6561构成前级有源功率因数校正电路,L5991构成开关电源控制电路。有关电路如下图所示。
1.整流滤波电路
220V交流电压经L1、R1、CX1、LF1、CX2、LF2、CY2、CY4组成的线路滤波器滤波、限流,滤除AC中的杂波和干扰,再经BD1、C3整流滤波后,形成一直流电压。由于滤波电路电容C3储能较小,所以在负载较轻时,经整流滤波后的电压为300V左右;在负载较重时,经整流滤波后的电压为230V左右。电路中,ZV201为压敏电阻,即在电源电压高于250V时,压敏电阻ZV201击穿短路,保险管F1熔断,这样可避免电网电压波动造成开关电源损坏,从而保护后级电路。
2.功率因数校正(PFC)电路
PFC电路以IC1(L6561)为核心构成,具体工作过程如下:
输入电压的变化经R2、R3、R4分压后加到L6561的③脚,送到内部乘法器。输出电压的变化经R11、R59、R12、R14分压后由L6561的①脚输入,经内部比较放大后,也送到内部乘法器。L6561乘法器根据输入的这些参数进行对比与运算,确定输出端⑦脚的脉冲占空比,维持输出电压的稳定。在一定的输出功率下,当输入电压降低,L6561的⑦脚输出的脉冲占空比变大;当输入电压升高,L6561的⑦脚输出的脉冲占空比变小。
驱动管VT1在L6561的⑦脚驱动脉冲的控制下工作在开关状态。当VT1导通时,由BD1整流后的电压经电感L3、VT1的D-S极到地,形成回路;当VT1截止时,由BD1整流输出的电压经电感L3、D2、TH1、C9、C26到地,对C9、C26充电。同时,流过L3的电流呈减小趋势,电感两端必然产生左负右正的感应电压,这一感应电压与BD1整流后的直流分量叠加,在滤波电容C9、C26正端形成400V左右的直流电压,这样不但提高了电源利用电网的效率,而且使得流过L3的电流波形和输入电压的波形趋于一致,从而达到提高功率因数的目的。
3.启动与振荡电路
C9、C26两端的400V左右的直流电压经R17加到VT2的漏极,同时经R55、R54、R16加到VT2的栅极。由于稳压管ZD2的稳压值高于L5991的启动电压,因此,开机后VT2导通,通过⑧脚为L5991提供启动电压。开关电源工作后,开关变压器T1自馈电绕组感应的脉冲电压经D15整流,R19限流,C15滤波,再经D14、C14整流滤波,加到L5991的⑧脚,取代启动电路,为L5991提供启动后的工作电压,并使⑧脚与C14两端电压维持在13V左右,同时L5991④脚基准电压由开机时的0V变为正常值5V,使VT3导通,VT2截止,启动电路停止工作,L5991的供电完全由辅助电源(开关变压器T1的自馈绕组)取代。启动电路停止工作后,整个启动电路只有稳压管ZD2和限流电阻R55、R54、R16支路消耗电能,从而启动电路本身的耗电非常小。
L5991启动后,内部振荡电路开始工作,振荡频率由与②脚相连的R35、C18决定,振荡频率约为14kHz,由内部驱动电路驱动后,从L5991的⑩脚输出的电压经VT8、VT11推挽放大后,驱动开关管VT4、VT12工作在开关状态。
4.稳压控制
稳压电路由取样电路R45、VR1、R48,误差取样放大器IC4(TL431),光耦合器IC3等元器件组成。具体稳压过程是:若开关电源输出的24V电压升高,经R45、VR1、R48分压后的电压升高,即误差取样放大器IC4的R极电压升高,IC4的K端电压下降,使得流过光耦合器IC3内部发光二极管的电流加大,IC3中的发光二极管发光增强,IC3中的光敏三极管导通增强,这样L5991⑤脚误差信号输入端电压升高,⑩脚输出驱动脉冲使开关管VT4、VT12导通时间减小,从而输出电压下降。
5.保护电路
(1)过压保护电路
过压保护电路由VT10、ZD4、ZD5、ZD6等配合稳压控制电路构成,具体控制过程是:
当24V输出电压超过ZD5、ZD6的稳压值或12V输出电压超过ZD4的稳压值时,ZD5、ZD6或ZD4导通,三极管VT10导通,其集电极为低电平,使光耦合器IC3内的发光二极管两端电压增大较多,导致电源控制电路L5991⑤脚误差信号输入端电压升高较大,控制L5991的⑩脚停止输出,开关管VT4、VT12截止,从而达到过压保护的目的。
(2)过流保护电路
开关电源控制电路L5991的13脚为开关管电流检测端。正常时开关管电流取样电阻R37、R29两端取样电压大约为1V(最大脉冲电压),当此电压超过1.2V时(如开关电源次级负载短路时),L5991内部的保护电路启动,12脚停止输出,控制开关管VT4、VT12截止,并同时使⑦脚软启动电容C19放电,C19被放电后,L5991内电路重新对C19进行充电,直至C19两端电压被充电到5V时,L5991才重新使开关管VT4、VT12导通。如果过载状态只持续很短时间,保护电路启动后,开关电源会重新进入正常工作状态,不影响显示器的正常工作。如果开关管VT4、VT12重新导通后,过载状态仍然存在(开关管电流仍然过大),L5991将再次控制开关管截止。