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1、TCL-AT25211 STR-W6856（6854）开关电源电路的工作原理浅析 作者：刘一东 开关电源电路是采用SANKEN公司最新研制的STR- W6854（6856）电源控制芯片，它是高性能电压模式控制器，内藏功率MOSFET和 控制器的FLYBACK（电压反馈）型开关电源用厚膜集成电路。使用该IC可以大量 减少电源元件的数量，简化电路的设计。在现在的电视机中得到了广泛的运用 。 STR- W6854电源控制芯片具有完善的过流、电压检测保护功能、内部热保护功能、过 负荷保护功能。它主要工作模式：为了实现电源在全负载范围的高效率的工作 ，电源设置了三种工作方式：轻负载、中等负载、重负载。I
2、C控制器根据负载 的状态自动进行工作方式的切换。 一、电路的原理简介 1工作原理简述： 当插上电源开关后，AC220V/50HZ的交流市电，经过电源开关S801、F801、 以及C801、T801A和C802、T801组成共模滤波器，把供电电路引入的各种电磁干 扰抑制掉，消除电网电压中的高频干扰脉冲。T801A和T801的感量都很大，分布 的电容小，对非对称信号来说，T801A和T801及其前后联接的电容C801、C802， 可以看成型滤波器，对非对称信号有很好的滤除作用，而对从市电线路进入 的对称性干扰信号来说，流过T801SA和T8021两线圈的干扰电流，其大小相等， 方向相反，因而能够相
3、互抵消。由于共模滤波器具有双向性，即对随交流电供 电线路引入的干扰信号，及由开关稳压电源高频振荡注入交流市电的电磁干扰 具有同等的抑制作用。所以共模滤波器是改善电视机电磁兼容性的一种有效措 施。电路如图所示。 （ 1） 经干扰抑制后的市电，进入桥硅DB801（桥式全波整流）输出约+300V（空载时 ）不稳压直流脉冲电压，经C806、C807平滑滤波，由开关变压器T802的、 脚绕组加到IC801(STR- W6854)第脚,内部连接了调整管漏极D。与此同时，电源输入端220V电压由桥 硅DB801中的一个二极管半波整流后得到的脉动直流电，经R803（820K）限流 ，对C813（4.7UF）进
4、行快速充电，以提供IC 801的启动电压，当C813两端的电压达到IC801启动电压（18.2V）时，STR- W6854开始工作。同时通过集成电路内部的预调整电路，使开关电源的振荡电 路开始工作。脉冲振荡电压经过集成电路内部的均衡驱动电路，输出开关脉冲 到IC内部调整管的栅极，在开关脉冲的作用下内部调整管开始导通，这样就使 T802的初级绕组、脚，产生了高频开关脉冲，并在T802次级绕组上感应出 相应脉冲电压，经过次级绕组各自的整流、滤波、稳压电路，分别输出：+125 V、+33V、+18.5V、+12V、+10V、+9V、+5V等各种不同的直流稳压电源，供给 整机各部份使用，其中：+125
5、V主电源，主要供给行扫描输出电路工作；+33V 调谐电压，主要供TU调谐工作；+18.5V伴音供电电压，主要供IC603伴音功放 电路工作；+12V经IC803（L7809）和IC804（L7805）稳压后输出+9V和+5V直流 电压，供芯片小信号处理电路工作。 2电源启动电路： 由于IC801的启动电流很小，R803可使用高阻值的电阻，来降低待机功耗。 但是要注意R803要向IC提供足够的锁定电路保持电流，特别是低电压输入的时 候也要能向IC提供120UA以上的电流，因此R803的阻值也不能太大。 由于W6856采用BCD集成电路工艺，要求的工作电流很小，因此C813不需要 很大的电容。当启
6、动控制器工作以后IC801的脚（VCC端子）工作电流增加， VCC端子的电压将会随C813的放电而下降。适当的增加C813的容量可缓解VCC端 子电压在启动期间的下降率，即在副绕组（T802的脚）所提供的电压(D808 整流输出的VCC)上升到18.2V之前，C813内由R803注入的电量必须能给VCC端子 提供足够的工作电压，那么即使辅助绕组的电压上升稍迟，VCC端子的电压也 不会降到动作停止电压（10.4V)以下，确保电源能安全的启动起来。但是，当 C813的容量太大时，从充电动作开始到C813正极电压上升到18V所用的时间将 会变长，即电源启动缓慢。电路中选择R803=820k，C813
7、=4.7uF，就可以保证 即使在输入电压较低时，IC801启动动作完成后，第脚的电压仍高于IC的动 作禁止电压10.4V。保证了启动电路工作的稳定性。 3.过电压检测保护：如图 STR- W6854具有过压保护功能，主要由IC801第脚外围及内部电路工作组成。当IC 801第脚VCC输入端,检测到T802的第脚绕组反馈电压，即C813正极电压达 到25.4V时，IC进入过压保护状态，该状态为死锁状态，需重新开关主电压开 关电源才可能重新工作。 在控制电路开始工作以后，辅助绕组的电压经D808整流以后得到IC的工作 电源。但辅助绕组T802的脚输出的电压在电源启动后并不能马上升到设定的 电压，I
8、C801的脚电压因C813的放电而开始下降，所以辅助绕组在正常工作 的状态下，D808整流输出电压要设定在使电容C813两端电压在控制器动作停止 电压10.4V到保护电压 25.4V之间，且要留有一定的余量。此电路选择为18V，这样8V的压降足够保证 电源启动后VCC仍有10.4V以上电压。 4过电流检测保护电路：见图 STR- W6854具有过电流保护功能，主要由IC801第脚外围的R813及内部电路工作组 成。通过检测R813上的漏电流的大小来启动保护电路，当漏电流超过IC规定的 阀值时，强制关断调整管。即：大的漏电电流状态持续时间超过IC801的脚（ OLP端子）的OLP动作时间常数以后
9、，IC进入锁定状态。 5过负荷保护：见图 STR- W6854还具有过负荷保护功能，主要由IC801第脚外围及内部电路工作组成。 主要检测T802次级绕组负载情况，进行过负载保护。过负载保护使用锁定电路 的方式。 当电源进入待机等轻载状态时，IC进入TFC工作方式时，导通时间被固定，导通 电流用于调节关断时间Toff，以进行输出电压的控制。因此，TFC工作方式是调 节关断时间的Toff宽度调节的控制方式。 当电源副边发生过载时，电源的OCP电路开始动作，当检测输出电压误差 的光藕电流为零时，IC801的内藏的电流源I（olp）=73uA开始通过R817给电容C 812充电。FB/OLP端子（I
10、C801的脚）电压电升至 V（olp）=7.2V时，IC内部的比较器翻转，IC进入OLP锁定状态。 即，当主负载电路因发生故障而过载时，D822无法输出额定125V电压，使 Q822的基极电压低于6.9V，因为Q822的发射极电位被D828稳压管固定在6.2V， 而三极管be结正向压降要高于0.7V才能导通，所以Q822反偏截止，IC802- A内部的发光二极管停止发光。见图 125V(D822输出） 于是，IC802-B内部的光敏三极管得不到发光二极管的驱动而截止。当IC 801的脚检测到光耦输出的误差检测电流为0时，IC 801的脚内部的 电流源I（olp）=73uA开始通过R817给电容
11、C812充电。当FB/OLP端子（IC801的 脚)的电压升至 V（olp）=7.2V时，IC内部的比较器翻转，IC进入OLP锁定状态，开关电源停止 工作。（见图、） 6温度过热检测保护 温度过热检测保护电路置于IC内部，它的工作环境温度：- 20到+120，最高工作结温：150，当环境温度超过120，或因电路过载使I C芯片温升达到150时，芯片内温度保护电路开始工作，使STR- W6854第脚动作IC进入锁定保护状态，当温度降至允许值时，又会自动启动电 源投入工作。因此外界温度和电路故障使IC长时间工作于150的结温环境下， 会造成IC击穿损坏。 7锁定电路 STR- W6854内藏OVP
12、，OLP，TSD等多种保护电路。保护电路的动作以锁定方式进行的 ，锁定电路动作以后，振荡器的输出保持低电平，停止对电源电路的支持。锁 定电路的保持电流在Vcc为9V时为120uA，在设计电源的启动电阻时需保证此项 电流。为了防止保护电路由于干扰出现误动作，在IC内藏了定时器，只有OVP， OLP，TSD持续一段时间以后锁定电路才开始动作。由于锁定电路（IC的控制器 ）始终处在工作状态，而T803停振，所以其副绕组不能通过D808给C813提供足 够的工作电压与电流，因而IC的消耗的电流将使Vcc电压下降。但是，当Vcc电 压下降到IC停止电压Vcc（OFF）时，电路消耗的电流将下降到Icc（O
13、FF）为50u A,IC801停止工作，不再耗电，于是Vcc又开始上升。这样，当IC801处于锁定状 态时Vcc的电压将在Vcc（ON）和Vcc（OFF）之间变化，防止了Vcc端子电压的异 常上升。 8+125V稳压控制电路： 稳压控制主要由IC801第脚识别控制。当+125V主负载电源电压升高时， 通过误差取样电路R835、R834、VR802的分压后取得的样本电压也升高，即提供 给Q822基极的取样电压升高了。而Q822的E极电位被稳压二极管D828固定在6.2V ，（由于10V电压经D828的偏置电阻R833给稳压管D828提供偏置电流，这样D828 才有为Q822的发射极提供稳定的6.
14、2V电压的条件。）这样加在Q822的BE结上的 压降就变大，通过Q822的BE结中的电流增大。所以当+125V主电源电压上升时， Q822的B极电压也上升，从而导致通过Q822的CE极的电流增大（Q822的导通程度 变大），而Q822的C极与IC802这个光电耦合器脚串联，所以会使通过IC802的 、脚（IC802-A)的电流增加，IC802- A是IC802内置的发光二级管，当IC802第脚电流增加，发光二极管的亮度也增 强，这样就使连到电源初级的IC802这个光电耦合器的内置光敏三极管(IC802- B)的CE极（IC802、脚）电流增加（光敏三极管的导通程度变大），于是就 拉低了IC80
15、2脚的电位，而IC802脚通过R816连接IC801（STR- 6854)到第脚，就使得IC801的第脚的电压下降。至此次级电压的升高情况 通过光电耦合器IC802反馈到了IC801的脚，而IC801第脚为控制输入脚，IC 801的脚内部调整模块和PWM等电路接到脚反馈进来的电压降低的信号，就 使调整管导通时间减少，促使T802、绕组中的开关脉冲占空比下降，次级 绕组中感应到的能量就减少，输出电压就降低，直到主电源稳定到125V为止。 同理，当+125V主电源下降时，使IC801第脚检测电压上升，经IC内部 调整模块和PWM的作用 ，促使开关脉冲占空比上升，促使主负载输出的直流电压也上升，直到
16、主电源 稳定在125V为止。(见图、） 9300V稳压保护电路： 稳压电路主要由R806、D804、Q802、Q803、D810等组成。此电路工作于T 802初级绕组（、脚绕组）的同极性感应时间，而且当桥式整流后加在开关 变压器T802第、脚绕组上的直流电压低于300V时，本电路不工作，处于截 止状态；而绕组上电压等于或高压300V时，电路才导通工作。 当T802第、脚绕组上直流电压低于300V时，T802第、脚绕组产 生的同极性感应电压，经R806限流后，由D804整流得到的直流电压，送入Q802 发射极，同时还经R807、VR801、R819分压后加到Q803基极。此时，由于Q803的 基极电压低于7.5V，使Q803截止不导通（Q803的E极电压被稳
