TDA16846在康佳彩电开关电源中的应用

    一、简介
    TDA16846是飞利浦公司1998年推出优化的开关电源控制集成电路，它是一块以开关模式控制的功率源，内部设有振荡器，并由一系列比较器、放大器、缓冲器和R-S触发器等组成，并采用了开关稳压电源成功的各种控制技术和保护电路。它既可工作于固定工作频率( 低20kHz)方式，也可工作于自由调整方式或同步方式。对开关稳压电源输出电压的稳压调整既可采用内部的误差放大(EA)与控制电压(BCV)进行调整控制，也可通过外部的取样误差比较光耦合器进行稳压控制。并采用开关频率随负载变化而连续进行调整方式来获得轻负载时的低功耗；以小电流、低电压启动方式来减轻对功率开关管的冲击，输出端口可接功率场效应管，也可接双极型功率晶体管。该集成电路保护功能完善，除具有初次级电压的过压保护和欠压保护及功率开关管过流保护外，还设有故障检测用的两个备用保护端口。因此，内部电路稳定可靠，外部电路简洁元件少，整体性能优异。
    康佳在新产品系列T2168K、T2568K、T2968K、T3468K、P2962K和P2562K中广泛采用TDA16846为核心组成的开关电源电路。配以专用具有“禁止”和复位功能的稳压器TDA8133，简化了负载端电路，提高了整机的可靠性，能适应市电180V～270V的变化范围。转载请注明转自“湖南阳光电子技术学校-http://www.apx168.com”
    二、TDA16846端口功能说明
    13脚：开关脉冲输出端。
    内外电路和激励波形如图1所示。因为场效应管的输入阻抗极高，设置防振电阻R903和栅源电阻R902；输出波形前沿上升时间不大于250ns，后沿下降时司不大于125ns。
    14脚：TDA16846供电端口。
    开机后，整流滤波后的300V，经R918从2脚进入(见图2)，D1导通，14脚外接电容c913被充电，过约1.5秒钟，14脚的电压等于15V时，供电电压比较器SVC输出高电平，TDA16846开始启动。启动后②脚电压将会降至1．5V至5V之间，D1截止，于是14脚的工作电压将由变压器次级的13-14绕组电压通过外部VD902整流后提供。该电压只要不小于8V，开关电源都将稳定可靠地运行。若14脚的电压大于16V时，比较器OVC将输出高电平。使13脚输出低电位，场效应管V901截止，所以14脚具有诸如负反馈失效、振荡过强，次级电压的过压保护。当14脚电压小于8V时，SVC将输出低电平，13脚也输出低电位，场效应管截止，14脚又对振荡过弱、输出电压过低(约为标准值的1／2)，诸如负载短路起保护作用。
    ②脚：初级电流信息输入及其过流保护端口。
    反相器的输出受13脚驱动脉冲的控制：低电平时，反相器输出高电位，电子开关接通，C918放电至1．5V；高电平时，输出低电位，电子开关断开，300V通过R918对C918充电，2脚电压逐渐上升至控制电压Vcv时，触发器ONTC翻转，场效应管截止(见图3)。因此，控制电压 大值Vcvm将限制场效应管的 长导通时间，故2脚又称初级电流信息输入过流保护端口。



    如果因某种原因负载加重，相应地初级电流必然也更大，但因 大初级电流ID被限制，各绕组的输出电压必然降低，直至14脚端供电电压小于8V，产生欠压保护作用， 后“保护性”关机。因某种原因使时间常数R918×C918变小(例如电容漏电)，充电加速，场效应管导通期缩短，保护作用势必提前发生．各绕组电压势必下降，严重时还会关机。这就是②脚外电阻R918和电容C918所起的基本作用。
    ④脚：软启动控制端口。
    开机瞬间，由于电容充电的初始电流特大，整机大部分支路均处于低压大电流的工作状态，俗称“浪涌”电流，在具有大电感的支路中，浪涌电流又会使感应的电动势很高。为保护元器件，特别是大功率场效应管不被浪涌电流和高感应电势损坏，在TDA16846内设置有开机瞬间的软启动电路，可在开机时整机各点处于低压小电流的工作状

    刚开机时，内部5V电源经电阻R2对④脚外接C920充电(见图4)。由于BCV是接成并联电压负反馈形式，闭环电压放大倍数等于1，因此其输出的Vcv(即控制电压)将与④脚电压一样，随时间缓慢上升趋向 高值(Vcv·m=5V)，该控制电压Vcv (t)提供给“开时间比较器”ONTC的反相输入端，作为参考电压，控制着驱动脉冲(即场效应管的)导通期Ton，随着Vcv(t)缓慢上升逐渐展宽，直至Vcv=Vcv·m时 宽。完成软启动过程。


    ③脚：过零电压检测／误差电压输入端口。
    该端口的内外部电路如图5所示。当场效应管由导通至截止时，会在13-14绕组感应出反相电压与c919产生振铃(其感应电压波形如图5)，当其小于25mV(过零标志)时，过零检测比较器ED1输出高电平，场效应管重新触发导通，所以③脚又称开关管触发导通端口，可见开关管的截止期Toff将由振铃和放电速率决定。该脚还与内部的控制电压Vcv的误差放大器EA相连，其同相输入端连接参考电压Vref=5V。次级绕组13-14感应的正极性开关脉冲电压经过R919与R909分压后送入EA反相输人端。当输出电压较高时，脉冲电压的幅度大于Vref，误差放大器EA输出负极性脉冲，D2导通，经c920平滑使Vcv电压较低，输出电压将自动调低，当输出电压较低时，脉冲电压幅度(TON窄)低于
Vref，EA输出高电位，D2截止，Vcv电压由于C920被5V充电而较高，输出电压又自动地调高。便实现了对输出电压的自动稳压控制。由此可见，即使没有光耦台器负反馈支路，TDA16846③脚也能完成稳压控制作用。
    ⑤脚：光电耦合端口。
    采用③脚的负反馈稳压作用，已经满足控制灵敏度的要求，⑤脚可以悬空，但是如果需要更高的控制灵敏度，则可以外接误差放大器，并通过光耦台器从5脚输入完成稳压控制作用，如图6所示。B+的微量变化经误差比较器从V902集电极输出的误差电压，经N902光电转换使5脚的控制电压Vcv减小(或增大)，场效应管导通期Ton减小(或增大)，完成对输出电压稳压控制。值得注意的是，内部BCV的同相输入端同时存在两条线两个输人电压，两者相比电压较高一路被阻隔，BCV将跟随电压较低的那路形成控制电压Vcv，使形成二条负反馈稳压支路同时存在，而电压较低者优先的“双保险”局面。



    11脚：初级电压检测端口。
    在11脚内设置了对电网电压的检测电路，对其过压或欠压均有适当的保护措施，如图7所示。经桥式整流滤波后未稳电压Vo，经R920、R910分压后使11脚电压小于1V时，PVC输出高电平使触发器的Q=0，从而使开关管截止，实现电网电压欠压保护，若11脚电压大于1.5V(电网电压过高)，PVA输出端为低电平，D5导通，Vcv电压将等于“4V-V（11脚）／3”，这时相应的初级电流减小并接近或小于场效应管的实际工作电流，开关电源输出电压降低，以过流保护形式实现了对电网电压的过压保护。转载请注明转自“湖南阳光电子技术学校-http://www.apx168.com”

    ①脚：振铃抑制端口。
    ①脚外接R907与C917并联到地，内连截止时间比较器OFTC的反相输入端(见图8)，其同相输入端内接控制电压Vcv。场效应管导通期Ton，恒流源接通，约1mA电流对C917充电，直至3.5V为止。当场效应管由导通转向截止时，C917通过R907放电，轻负载时，Ton较窄，Vcv的 小值为2V；C917由3.5V放电至2V的时间 长(Tc=0．47R907×C917)。只要①脚电压大于Vcv，此间OFTC输出低电平，与门G2关闭，阻止与其“相与”的③脚振铃电压单独使场效应营触发导通，保证在轻负载时有足够的T。将由③脚电压括振铃自行控制，可参见图5所示
    ⑦脚：固定/同步频率端口。

    图9中的⑦脚外接R7、c7并联后与内部具有正反馈电阻网络的运算放大器，组成自激式方渡振荡。当C7为低电位时，KSY输出高电位(约4V)且通过R4以1mA电流对c7快速充电，c7上电压上升，至KSY同相输入端电压(约3.6V)时，其输出端开始降低，由于正反馈的作用，KSY输出迅速转为低电平，二极管D4截止，C7开始通过R7慢速放电，只有当C7的放电电压接近1．5V时，KSY翻转输出高电位，通过“与门”电路输出高电位使ONTF翻转，场效应管再次导通，因此振荡频率决定于两个固定的时间常数R4·C7和R7·C7。
    若⑦脚外悬空或接固定的电压，KSY将不起作用，工作于频率自动调整模式。
    若⑦脚外部除R7、c7并联接地外，还通过光电耦合器与某外部同步振荡器输出的矩形脉冲相耦合，则工作于同步模式。康佳的“K”型机中将⑦脚与⑨脚相连，说明TDA16846工作于自动频率调整模式。
    ⑨脚：参考电压5v输出端口。
    若外接电阻到地，⑥脚故障比较器(FC2)就能有效工作。
    ⑩脚或⑧脚：故障比较器输入端口。
    ⑩脚门限电压为1v，⑥脚门限电压为1.2V。高于门限电压时，比较器输出高电他，立即使13脚输出零电平，开关电源关闭，不过康佳“K”型机中未用。
    ⑧脚：空脚。
    ⑥脚：接地。