STR-F6656集成塊參數和電路應用

發(fā)布時間:2025-09-28 21:21:15 瀏覽次數:5

概述:STR-F6656是日本三肯公司推出的一種MOSFET和控制器混用的新型開關電源集成電路,該芯片內部包含啟動電路、振蕩電路、鎖存器、電壓比較器、驅動電路、MOS開關管以及過流保護、過壓保護、過熱保護等電路。由該IC組成的電源,具有工作范圍寬、功耗低等特點。同時該IC外圍元件非常少,電路設計簡單,容易實現小型化、標準化。目前廣泛應用于海信TB1251、膠片等機芯。

STR-F6656外觀圖


STR-F6656內部方框圖


STR-F6656引腳功能


各個引腳詳細功能
(1)腳:反饋控制、過流檢測腳。當(1)腳電壓上升到門限電壓0.73V時,集成電路內部電壓比較器1翻轉,控制振蕩器輸出反相的低電平,并通過驅動電路迫使MOSFET截止。(1)腳電壓上升速度決定了MOSFET的導通時間。過流保護:STR-F6656的過流保護是通過檢測每個振蕩周期的開關管漏極電流峰值來實現的。當漏極電流過流時,IC(2)腳外接電阻R522//R523上的電壓會迅速上升,使(1)腳電壓迅速超過門限電壓0.73V,從而迫使振蕩器輸出反相,使MOSFET截止,導通時間(ton)變小,達到限制漏極電流輸出的目的,實現過流保護的作用。

(2)腳:源極輸出。

(3)腳:IC內部MOSFET的漏極。300V直流電壓經T501后加在該腳。

(4)腳:(4)腳為IC共電輸入腳。在開機瞬間(4)腳的電壓近似線性的上升,輸入電流約為100uA,當電壓上升至16V時,IC內部的振蕩電路開始。當IC內部振蕩電路輸出驅動信號后(4)腳的電流會突然變?yōu)?0mA,開機后,開關變壓器T501(1)~(2)繞組產生的電壓給(4)腳提供穩(wěn)定的電壓保證電路啟動成功。當(4)腳電壓在開機時大于20.5V時,IC內部的過壓保護電路動作,引起電路保護。(4)腳電壓也不能低于10V時,否則IC內部的欠壓保護電路動作。正常情況下,(4)腳的電壓應在18V左右。(4)腳外圍電阻、電容的參數大小直接影響電源啟動過程。參數過大會使IC的啟動時間延長,過小會在反饋繞組的電壓沒有到來之前不能使IC維持工作狀態(tài),使電源不能順利啟動。對寬電源(90V---270V)外圍電容在47-100uF左右,電阻在在47K---68K左右。圖3說明了電源啟動時,(4)腳電壓的變化情況。

(5)腳:接地。

STR-F6656芯片典型應用電路(海信TF2902H彩電電路為案例)
1. 電源進線濾波及整流濾波電路
220V交流電從電源開關S501進入機內,首先經過4A 保險管防止可能的意外的過流保護電路。C501、L502、C502組成防輻射電路,用于濾除從電源來各種雜波和干擾脈沖,同時避免開關電源對電網的二次污染。L502是一個磁芯線圈,在它的兩個繞組上總是流動著大小相等,方向相反的電流,相互抑制著電流的變化,當突然產生的干擾脈沖流過L502時,L502每個繞組都會在磁芯中產生較強的磁場,而且互相加強,阻礙電流的變化,得到雜波干擾比較少的交流電。濾除雜波和干擾后的交流電經VD503-VD504組成的全橋整流電路整流后變成半波直流電,二極管上并接高壓電容C503-C506的作用是濾除高頻干擾,保護二極管不受高頻干擾的危害。整流后的半波直流電再通過一個防輻射線圈L503后,經過C507濾波得到比較平滑的300V直流電。
請見下圖

2.電路啟動過程
 IC供電利用了整流橋的一個二極管實現半波整流過程。電流流向見圖5。220V交流電經R511對C517充電,當C517的電壓上升至16V時,IC內部振蕩電路開始工作并輸出一個驅動信號驅動MOSFET工作。MOSFET工作后,開關變壓器T501(1)~(2)繞組產生感應電壓經R516限流、VD512整流后,繼續(xù)為C517充電,保證C517上的電壓超過11V,從而保證電路啟動成功。MOSFET在工作的瞬間會突然使C517上的電壓下降。如果開關變壓器T501(1)~(2)繞組產生的感應電壓不能使C517上的電壓超過11V,電路將停止工作。參見下圖。


3.IC內部振蕩器的工作:
 IC內部振蕩器是通過對C的沖放電形成振蕩脈沖的。在PRC工作狀態(tài)下,穩(wěn)壓過程是由固定的截止時間(Toff),通過改變導通時間(Ton)來實現的。圖6表明了沒有穩(wěn)壓控制控制信號輸入時,內部振蕩器的工作波形。當MOSFET導通時,電容C被充電到6.5V,同時漏極電流Id流過電阻R522、R523,在R522//R523上產生鋸齒波電壓Vd,Vd經R521反饋至IC(1)腳OCP/FB端口。當(1)腳電壓上升到門限電壓0.73V時,集成電路內部電壓比較器1翻轉,控制振蕩器輸出反相的低電平,并通過驅動電路迫使MOSFET截止。MOSFET截止后,電容C通過內部電阻R放電, 電容C兩端電壓按恒定的放電時間常數C*R線性下降。當C兩端電壓下降到3.7V時,振蕩器輸出再次反相,為高電平,使MOSFET再次導通,C兩端的電壓再次跳升到6.5V,振蕩器開始下一周期工作。放電時間常數C*R決定(約為50us)決定了MOSFET的截止時間,而(1)腳電壓上升的快慢決定了MOSFET的導通時間。


4.穩(wěn)壓控制
穩(wěn)壓控制原理是以固定開關管的截止時間(約50us)調節(jié)其導通時間的方式進行的,即上面講的PRC工作方式。由圖7可知,當變壓器T501次級輸出電壓(+B)變化時,經過取樣、比較后,流過光耦VD515(1)(2)腳的電流增大,光電耦合器中光敏三極管的內阻減小,輸出電流增大。

反映+B電壓變化情況的誤差電流經光電耦合器耦合變壓器的初級。見圖8。光電耦合器輸出的誤差電流流經R521后,在R521上形成電壓降Vr,該電壓疊加在Vd上,從而使輸入IC(1)腳的電壓部分受Vr控制,使IC內部比較器1提前或延遲反相,從而改變MOSFET的導通時間(ton)、進而改變T501次級輸出電壓,達到穩(wěn)壓目的,這種穩(wěn)壓控制方式屬于電流控制方式。在這種控制方式中,輕載時Vr電壓會升高,可能在MOSFET導通時對比較器1產生誤觸發(fā),所以在(1)腳外圍增加了一個有源低通濾波電路,它由電容C516和IC內部的恒流源組成,C516還有高頻吸收旁路的作用。


5.準諧振電路
前面主要分析的是純光耦反饋的PRC工作方式,實際的反饋電路還包括變壓器(1)~(2)繞組來的反饋信號(包括VD513、C515、R519、CD517等元器件),由于這個電路的存在,使輸入到(1)腳電壓在MOSFET截止期間含有與VDS成正比例的電壓成份,這個電壓成份就是準諧振信號,根據準諧振信號電平大小可以決定該電源的工作方式是PRC方式還是準諧振方式。

在MOSFET截止期間,如果準諧振信號處于0.73V---1.45V之間,則比較器1起作用,使電源進入PRC工作方式,如果準諧振信號超過1.45V(最大值為6.0V),則比較器2起作用,使MOSFET截止時間(toff)降為1.5us左右。而實際的截止時間不取決于這個要求,比這個值要大一些,事實上只要準諧振信號保持大于0.73V,則MOSFET仍然維持截止,什么時間導通,則由準諧振方式決定。準諧振方式就是使MOSFET在VDS諧振周期的半周期導通,這樣就可以保證MOSFET的開關應力和開關損耗比較低。但是為實現這樣一個目的需要如下兩個條件:
(1)在漏極和地之間要有一個合適的電容C513存在,由他和初級電感構成LC振蕩回路,以便形成漏--源極之間電壓VDS的諧振波形。由此可見這個C513電容非常關鍵。
(2)在柵極的驅動信號中要有一個合適的延遲時間,以保證當準諧振信號下降到0.73V以下、MOSFET開始導通時恰好處于VDS波形的最低處。

6.鎖存電路、過壓保過熱保護電路
熱保護、鎖存電路
基板溫度超過1400C時,過熱保護電路起控,觸發(fā)鎖存器工作,使(4)腳上的電壓在10V---16V之間來回擺動,IC間歇性的工作,保護IC,直到電壓低于6.5V后,電路完全不起振。如果要電源再啟動,需要關機后重新開機

過壓保護
當電源的穩(wěn)壓控制電路出現開路等異?,F象時,輸出電壓會大幅上升,開關變壓器(1)-(2)繞組電壓也會上升。當(4)腳電壓超過22.5V時,過壓保護電路起控,鎖存器工作,使(4)腳上的電壓在10V---16V之間來回擺動,IC間歇性的工作,保護IC,直到電壓低于6.5V后,電路完全不起振。如果要電源再啟動,需要關機后重新開機。

7.過流保護
STR-F6656的過流保護是通過檢測每個振蕩周期的開關管漏極電流Id峰值來實現的。當Id過流時,IC(2)腳外接電阻R522/R523上的電壓會迅速上升,使(1)腳電壓迅速超過門限電壓0.73V,從而迫使振蕩器輸出反相,使MOSFET截止,導通時間(ton)變小,達到限制漏極電流輸出的目的,實現過流保護的作用。

8.待機控制
本電源待機控制電路分為兩路:一路由V709控制12V電壓和穩(wěn)壓反饋電路;一路由V584控制26V電路。具體控制過程如下:微處理器(7)腳輸低電平(L)待機指令,V709集電極為高電平(H),使V555集電極為低電平(L),導致V554截止,關斷12V輸出。V709同時控制V582,使V582導通,穩(wěn)壓管VD581導通,最后導致V553集電極電壓鉗位在9.1V左右,導致反饋電路的電流加大,引起流過光耦的電流增大,從而實現待機控制。(7)腳發(fā)出的低電平指令還控制V584,使V584截止,導致V551基極電位上升,V551截止,使26V電壓無輸出。

9.電源輸出電路(見下圖)
B1輸出電路:通過VD551整流、C561、L506、R551濾波輸出130V的主電壓。
B2輸出電路:通過VD555整流、C555濾波輸出22V電壓提供給伴音功放電路。
B4輸出電路:通過VD553整流、C563濾波得到26V電壓,經過V551控制后提供給場掃描電路和行激勵電路。
B5、B6輸出電路:通過VD554整流、C564濾波得到一路電壓經過V554控制后得到12V電壓,又經N205穩(wěn)壓后得到9V電壓。
微處理器供電電路:通過VD532整流、C554濾波、N705穩(wěn)壓后得到5V電壓給微處理器供電。

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