开关电源电路原理详解

1.开关电源基本电路

LG液晶彩电采用的715T1811电源+背光灯板开关电源电路如图2-9所示，由驱动控制电路LD7552、MOSFET开关管Q901（2SK2996）、开关变压器T901、取样误差放大电路IC903（H431BA）、光耦合器IC902（PC123FY24P）等元器件组成主开关电源，输出12V电压，向主电路板和背光灯电路供电。

（1）LD7552简介

LD7552是开关电源专用驱动电路，内部电路框图如图2-10所示，内部设有启动电路、振荡电路、误差放大电路、驱动输出电路，并具有过电压保护、过电流保护功能。LD7552引脚功能见表2-3。

表2-3 LD7552的引脚功能

（续）

图2-7 LG Z20LCD1A液晶彩电电源板实物图解

图2-8 LG Z20LCD1A液晶彩电电源板电路组成框图

（2）启动工作过程

AC 220V市电经延迟熔丝管F901和保护电阻NR901后，由C901、C902、C903、L902、C904组成的交流抗干扰电路，滤除市电中的高频干扰信号，经BD901桥式整流，C905滤波电容滤波，产生300V左右的直流电压，一路经开关变压器T901的一次绕组1-3加到大功率MOSFET管Q901的D极；另一路经R906、R907、R908降压后，向LD7552的3脚提供启动电压，内部电路振荡电路启动工作，经比较、放大、处理后从LD7552的8脚输出激励脉冲，通过R909送到MOSFET开关管Q901的G极，Q901工作在开关状态，在开关变压器T901的各个绕组产生感应电压。

其中变压器T901的绕组5-6产生的感应电压经R908限流、D902整流、C907滤波，再经D904、C922、C908滤波，分为两路：一路送到LD7552的7脚，作为二次供电电压，替换下启动电路，为LD7552提供稳定的工作电压；另一路经R915降压、IC904稳压后为稳压控制电路提供电源。

开关电源起振工作后，在开关变压器T901的各个绕组产生感应电压，T901二次绕组7/8-11/12产生感应电压，经D911、D910整流，由C914、C915、C920及电感L903、C917、C916组成的π形滤波器滤波后，输出12V直流电压，向主板和背光灯电路提供12V供电。

图2-9 LG Z20LCD1A液晶彩电电源板开关电源电路

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图2-10 LD7552内部电路框图

（3）稳压控制过程

稳压控制电路由光耦合器IC902、采样误差放大电路IC903及LD7552的2脚内部等电路组成，对开关电源输出的12V电压进行采样。

12V电压经R926与R927分压后，经R925加到采样误差放大电路IC903的1脚，当某种原因使开关电源输出电压升高时，IC903的1脚电压升高，电流增大，光耦合器IC902的内部发光二极管发光增强，二次侧光敏晶体管的内阻降低，使LD7552的2脚电压降低，经2脚内部比较放大和控制后，使LD7552的8脚输出的开关脉冲宽度变窄，大功率MOSFET开关管Q901导通时间缩短，开关电源输出的电压下降到正常值。当开关电源输出电压下降时，稳压控制电路的动作与上述过程相反，使开关电源输出的电压上升到正常值，保持输出电压稳定不变。

2.开关电源保护电路

（1）尖峰脉冲吸收保护电路

开关稳压电源工作在高频、高压和大电流条件下，需加入各种保护电路。一方面保护开关电源本身不致因过电压、过电流损坏，同时也避免因开关电源故障而损坏其他电路。

尖峰脉冲吸收保护电路由开关管D极外接的D901、R903、C906组成。在MOSFET管Q901截止瞬间，开关变压器T901一次绕组上产生的浪涌尖峰脉冲电压，通过D901、R903、C906泄放，防止尖峰脉冲电压将MOSFET管Q901击穿。

（2）过电流保护电路

过电流保护电路由采样电路R914、R910、C909及LD7552的6脚内部电路构成，对MOSFET大功率开关管Q901的D极电流进行检测。

LD7552的6脚内部设有过电流检测保护电路。LD7552的8脚外接的大功率开关管D极电流通过S极电阻R914到地形成回路，在R914上形成与D极电流成正比的电压降，通过R910送到LD7552的6脚内部。正常工作时MOSFET大功率开关管Q901的D极电流在R914上形成电压降很低，反馈到LD7552的6脚的电压接近0V。当某种原因导致MOSFET大功率开关管Q901的D极电流增大时，则R914上的电压降增大，送到LD7552的6脚的电压升高，当升高至保护启动设计值时，内部过电流保护电路启动，LD7552将关闭8脚输出的PWM驱动脉冲，开关电源停止工作，达到过电流保护的目的。

（3）市电过电压保护电路

过电压保护电路由采样电路R904、R905、R938和LD7552的6脚内部电路组成，对市电整流滤波后输出的约300V电压进行检测。

当某种原因使市电电压大幅度升高时，整流滤波后输出的300V电压也随之升高，经R904、R905、R938加到LD7552的6脚电压随之升高，当LD7552的6脚的电压高于保护启动设置电压时，LD7552将关闭8脚输出的PWM驱动脉冲，开关电源停止工作，达到过电压保护的目的。

（4）输出过电压保护电路

输出过电压保护电路由Q903为核心构成，对稳压控制环路的光耦合器IC902的2脚电压进行控制。

Q903的B极外接由15V稳压管ZD902、二极管D906组成的12V过电压检测电路。输出电压正常时，低于检测电路稳压管的稳压值，检测电路截止，Q903的B极为低电平而截止，对稳压控制电路不产生影响；当12V电压超过15V时将ZD902击穿，通过D906向Q903提供高电平。Q913饱和导通，将稳压控制电路的IC902的2脚电压拉低，IC902电流增大，将LD7552的2脚电压拉低，LD7552内部稳压电路动作，降低开关电源输出电压，严重时停止输出激励脉冲，达到保护的目的。