35W液晶显示器电源实例详解

1.35W液晶显示器电源之一

某些液晶显示器电源采用+12V和+5V（或+3.3V）双路输出式开关电源。由TOPS-witch-HX系列产品中TOP258P单片开关电源集成电路构成的35W LCD电源电路如图7-17所示。该电源采用隔离反激式变换器。交流输入电压为90～265V，两路输出分别为U_O1（+12V、2A）、U_O2（+5V、2.2A）。输出功率为35W，满载时的电源效率超过82%，空载功耗小于1W，待机功耗为0.55W，在50℃环境温度下工作时，无须使用外部散热器。

90～265V交流电依次经过3.15A熔丝管（FU）、EMI滤波元件（C₁、L₁）和整流滤波器（VD₁～VD₄、C₂）获得直流高压，送至一次侧功率器件（高频变压器T和TOP258P）。漏极钳位电路由瞬态电压抑制器VD_Z1（P6KE200A）、快恢复二极管VD₅（FR106）、R₆和R₇构成。在刚通电时，负温度系数热敏电阻R_T用于限制浪涌电流。由R₃和R₄设定的欠电压和过电压阈值分别为103V、450V。其中，欠电压保护用于防止开关电源在低压下出现过热现象，并能消除在通电和断电时产生的电压扰动。过电压保护可避免从电源线输入的浪涌电压将芯片损坏。输出过电压保护电路由稳压管VD_Z2和电阻R₅（5.1kΩ）组成。当输出电压过高时，偏置侧的滤波电容C₁₄两端电压一旦超过22V，就将VD_Z2击穿，使电流流入TOP258P的多功能端（M），即可启动具有滞后特性的过电压关断电路。在两路输出整流管VD₇、VD₈上，分别并联RC吸收回路，能对整流管关断时产生的高频振荡进行衰减，并滤除开关噪声。

该电源采用交叉调节方式，以改善两路输出的稳压特性。其特点是由+12V和+5V输出同时给TL431提供反馈信号，反馈比例系数可通过调节R₁₇、R₁₈和R₁₉的阻值来实现。当某一路输出电压因负载改变而发生变化时，能自动进行平衡调节。在极端情况下，当+5V输出带负载，而+12V输出空载时，就利用R₁₈和VD_Z3来提高交叉电压调解率。反馈电流通过光耦合器反馈到TOP258P的控制端C，通过调节占空比来提供稳定的输出电压。

设计要点：

（1）输入整流桥中的VD₁和VD₃均采用快恢复二极管（1N4937）来代替普通整流管（1N4007），可消除普通整流管在关断时产生的尖峰电压及噪声电压。需要注意VD₁和VD₃的安装位置不要接错，正确接法是在每半个周期内保证有一只快恢复二极管能导通。

（2）如需增加过电压锁存保护功能，则应将R₅的值减小到20Ω。

（3）利用后置滤波器（L₂和C₁₁、L₃和C₁₃），可将两路输出的噪声及纹波电压分别降低到额定输出电压值的±1%以下。

（4）C₁₈为软启动电容，可确保在启动过程中输出无过冲现象。完成启动后，利用VD₉将C₁₈隔离到反馈环路之外，此时C₁₈上的电荷可经过R₁₂向5V负载泄放掉。

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图7-17 由TOP258P构成的35W LCD电源电路

（5）高频变压器采用EER28型铁氧体磁心。一次绕组用ϕ0.35mm漆包线分两层绕24+46匝。+12V输出绕组用ϕ0.40mm漆包线4股并绕4匝，+5V输出绕组用0.05mm厚的铜箔绕3匝。偏置绕组用ϕ0.40mm漆包线双股并绕7匝。一次侧电感量L_P=1.038mH（允许有±5%的偏差），最大漏感量L_P0=20μH。高频变压器的谐振频率不低于1MHz。

2.35W液晶显示器电源之二

由TOPSwitch-HX系列产品TOP257E构成的35W LCD电源电路如图7-18所示。该电路的工作原理与图7-17所示的电路基本相同，两者主要有以下区别：①采用eSIP-7C薄型封装的TOP257E，进一步降低了器件高度和PCB的面积；②它属于+12V、2.69A单路输出式开关电源，输出功率仍为35W；③采用三线制输入时，将图7-17中的C₁改成两只电容器（C₁与C₂）相串联，再将两者的中点接至大地，以降低共模干扰；④在TOP257E的漏极与一次侧公共地之间，并联了由C₆、R₅构成的吸收回路；⑤具有过电压锁存保护功能；⑥在一次侧增加了屏蔽绕组。

图7-18 由TOP257E构成的35W LCD电源电路

设计要点：

高频变压器采用EF25型铁氧体磁心。一次绕组用ϕ0.40mm漆包线分两层绕29+27匝；将二次绕组夹在这两层中间，用ϕ0.60mm漆包线双股并绕7匝。偏置/反馈绕组用ϕ0.25mm漆包线4股并绕8匝。屏蔽绕组用ϕ0.13mm漆包线4股并绕9匝。一次侧电感量L_P=690μH（允许有±5%的偏差），最大漏感量L_P0=13μH。高频变压器的谐振频率不低于1.8MHz。