TCL STR-W6856（6854）电源原理

陈孔明

开关电源电路是采用SANKEN公司最新研制的STR-W6856（6854）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。在现在的电片机中得到了广泛的运用                                                                                                      
STR-W6856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。IC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SW801、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л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，因而能够相互抵挡。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1所示。

经过抑制干扰后的市电，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T803的①、⑤脚绕组加到STR-W6856第①脚内部连接调整管漏极D。与此同时，电源输入端电压经R803（820K）限流（也做启动用），对C813（4.7UF）进行快速充电，当C813两端的电压达到IC801启动电压（18.2V）时，STR-W6856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，与此同时在T803的初级绕组①、⑤脚，产生高频开关脉冲，并在T803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：+130V、+33V、+18V、+12V、+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：+130V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；+18V伴音供电电压，主要供IC601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

陈孔明

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要能向IC提供120UA以上的电流。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。当启动控制器工作以后IC的工作电流增加，VCC端了的电压将会随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，因此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AC电源投入到C813充电至动作开始电压之间的时间将变的很长，即电源启动缓慢。电路中选择R803=820k，C813=4.7uF，就可以保证在输入低电压的时候启动，IC801第④脚的电压仍高于IC的动作禁止电压10.4V。
3.过电压检测保护STR-W6856具有过压保护功能，主要由IC801第④脚外围及内部电路工作组成。当IC801第④脚输入端检测T803⑧、⑨脚绕组反馈电压和C813正极电压，即VCC端子的电压达到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。
在控制电路动作开始动作以后，辅助绕组的电压经整流以后得到IC的工作电源。辅助绕组的电压在电源启动后并不能马上升到设定的电压，VIN端子电压因C813的放电而开始下降，所以辅助绕组在正常工作的状态下的电压要设定在使电容C813两端电压在控制器动作停止电压10.4VT 25.4V之间，且要留有一定的余量。此电路选择为18V。
4．过电流检测保护STR-W6856具有过电流保护功能，主要由IC801第⑤脚外围及内部电路工作组成。通过检测R813上端漏电流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，当大的漏电电流状态持续时间超过OLP端子的OLP动作时间常数以后，IC进入锁定状态。
5．过负荷保护STR-W6856具有过负荷保护功能，主要由IC801第⑥脚外围及内部电路工作组成。主要检测T803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电路开始动作后，检测输出电压误差的光藕电流为零时，IC的内藏的电流源I（olp）=73uA开始通过R817给电容C812充电。FB/OLP端子电压电至 V（olp）=7.2V时，IC内部的比较器翻转，IC进入OLP锁定状态。
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~+120℃，工作结温：150℃，当超高150℃IC保护不工作，若因电路过载使IC芯片温升达到150℃时，芯片内温度保护电路（便阻断逻辑电路）开始工作，使STR-W6856第（7）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。但因外界温度和电路故障使IC长时间在150℃时会造成IC击穿损坏。
7．锁定电路
        STR-W6856内藏OVP，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，停止电源电路的支作。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持续一段时间以上锁定电路才开始动作。即使锁定电路IC的控制器仍然处在工作状态，因此IC的消耗的电流将使Vcc电压下降。但是，当Vcc电压下降到停止电压Vcc（OFF）时，电路消耗的电流下降到Icc（OFF）=50uA,因此，Vcc又开始上升。因此锁定状态时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。
解除锁定状态的条件：Vcc的电压下降到Vcc（OFF）以下。通常需要AC电源的再启动来实现锁定电路的解除

陈孔明

8．+130V稳压控制电路
稳压控制主要由IC801第⑥脚识别控制。当+130V主要电源过高时，通过误差取样三级管Q822，通过Q822中的电流增加。由于取样管Q822，通过Q822的E极电压由稳压管D828（6.2V）稳压R833为D828的偏置电阻，10V电压通过R833为D840提供偏流。所以当+130V主电源电压上升时，通过Q822的B极分压电阻R834、VR802、R835，使Q822的B极电压上升，同样通过Q822中的电流增加，由于Q822的C极与IC802光电耦合器串联，所以会使IC802中的电流增加，IC802也叫做充电耦合二级管，当IC802第②脚电流增加，使连到电源初级IC802④、③脚电流增加，IC802③脚连接IC801第⑥脚相连，而IC80第⑥脚为控制输入脚，经IC内部调整模块和PWM等电路工作使调整管导通时间减少，促使开关脉冲占空比下降，直到主电源稳定为止。
当+130V主电源下降时，接以上分析使IC801第⑥脚检测电压下降，经IC内部调整模块和PWM等电路工作使调整管导通时间增加，促使开关脉冲占空比上升，促使+130V直流电压也上升，主电源稳定为止。
9．300V稳压保护电路
稳压电路主要由Q802、Q803、D810等组成。此电路当桥式整流后在开关变压器T803第①-⑤脚绕组上+300V直流电压低于300V时，它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T803第①-⑤脚绕组上直流电压低于300V时，T803第⑧-⑦脚同级性感应绕组产生的感应电压，经R806限流后，由D804整流得到直流电压，送入Q802发射极和经R807、VR801分压加到Q803基极小于7.5V，使Q803截止不导通，从而使Q802也不导通。因正常工作时Q803的发射级为6.8V，只有Q803基极电压达到7.5V（6.8V+0.7VPN结导通电压）时，Q803才导通输出高电平，供给Q802导通。
当T803第①-⑤脚绕组上直流电压等于和高于300V时，T803第⑧-⑦脚同名端感应绕组产生的感应电压，经R806限流后，由D804整流得到直流电压，送入Q802发射极和经R807、VR801分压加到Q803基极等于和大于7.5V，使Q803导通集电极输出高电平，从而使Q802也导通集电极输出高电平，从而使Q802也导通，使Q802集电极输出电压经D810钳位，送入IC801第④脚VCC电压达到IC的极限保护值时IC就起保护，进入锁定状态。
10．待机控制电路
当处于待机状态时IC201（TMPA8829）第（64）脚输出高电平，使Q007导通方向输出低电平，使Q824再方向导通集电极输出高电平，使Q823导通将集电极连接IC802第②脚到Q823发射级地，则流过IC802光电耦合器的电流增加，当IC802第②脚电流增加，使连到电源初级IC802③脚电流也增加，第③脚为控制输入脚，经IC内部控制器电路工作使MOSFET导通时间下降，促使开关脉冲占空比下降，使开关电源处于间歇振荡状态，开关变压器的感应电压下降，T803各次级绕组输出电压下降。这时T803⑩脚输出电压经D822仍有13V左右B+输出。
当T803第（15）-（12）绕组输出电压下降时，经D823整流后，由D824钳位到Q821发射极，此时Q821发射极电压下降约2V左右，在待机状态下Q820、Q821集电极为13V左右，而Q820基极被D834稳压到9.1V，经过Q820和Q821射随器，使Q821发射极电压为7.7V（9.1V-0.7V-0.7V=7.7V），7.7V电压加到Q009、Q010等组成的复位电路工作，仍可输出+5V的CPU工作VCC电压，最终供CPU可以正常工作，使IC201等（28）输出待机、开机指令。当机器正常工作时，使Q821发射极为10V，所以Q821、Q820处于截止不导通状态

陈孔明

11．个别单元电路介绍
（1）IC801第⑦脚RTFC端子作用：RTFC端子用于TFC工作方式是调节调整管的导通时间T（on）。如关面所示，TFC是一个导通间可固定，关断时间可调的工作方式。TFC端子外接的电阻R818调节。TFC通常用于待机等轻载状态，因此可根据待机负载的大小等电源的设计条件来调节R818的大小，得到期待的待机状态。
注意：减小R818的阻值，电源的待机的振荡频率可随之增加；反之，电源的待机的振荡频率可随之减小。但是，随着振荡频率的减小，MOSFET的峰值电流有增大的倾向，开关变压器可能出现噪音；随着振荡频率的增加，电源的待机功耗也有增大的倾向。所以要具体情况具体对待，选择合适的阻值。
（2）IC801第⑤脚BD端子作用：对Vds电压Bottom检测电路BD。此功能在QR，MBS工作方式时有效。当调整管的关断期间，检测由辅助绕组产生的Vds电压的Bottom信号，控制调整管的导通。OCP电路在调整管的导通期间，检测调整管的漏极电流，在漏极电流超过IC规定的阀值V（ocp）时，强制关断调整管，这是一个Pulse-by-pulse方式的过电流保护电路，当OCP状态持续时间OLP端子的OLP动作时间常数以后，IC进入锁定状态。开关电流的检测是通过R（ocp）进行的，即通过R814进行的，当Id*R814V（ocp）=-0.65V时IC内部的比较器翻转，关断调整管。由于调整管的源极与控制器的公共端相连接，因此W6856的OCP电路是负电压的检测方式。使用此种负电压检测方式时，调整管的栅极电流不流经R(ocp)，调整管的最大开关电流不受R（ocp）压降的影响。但是要注意使用负电压检测方式时，IC控制器公共端和电源的地是不相同的，R813和C814是为OCP信号而设置的滤波器。在QR、MBS工作方式时，MOSFET的动同是使用OCP/BD端子信号的下降沿来控制的。为了降低调整管D 在导通是由于共振电容C809的放电而引起的开关损耗，需要对该信号进行调节以使调整管在开关损耗最小的Vds的Bottom处导通，即在波谷导通。与开关损耗最小的Vds的Bottom位置相比，为了得以需要的BD信号，需要对辅助绕组的电压Vd进行延时，R813和C815就是为此而设置的延时电路。D806用于阻断调整管在导通期间的辅助绕组的电压。
（3）Q801、D802等组成待机时为IC801第④脚VCC供电。正常工作时，IC801第④脚通过T803第⑨-⑦绕组供电，第⑨脚电压经R812限流后，由D808整流得到18V电压；当待机时，T803各次级绕组输出电压下降，使（13）-⑩脚绕组电压下降，而T803初级⑨-⑦绕组电压也下降1.8V左右，再经过D808整流得到的电压不能IC801正常供电的18V，此时IC801T第④脚联通的D802附件电压低于16.6V。因Q801基极被D803稳压到18V，经Q801射随器输出17.3V（射随器暂不考虑集电极电压），再经D802输出为16.6V，所以只要IC801第④脚VCC供电小于或等于16.6V时，Q801就导通为IC801供电。而正常工作时IC第④脚由D808整流得到18V电压，所以Q801处于截止不导通状态。
（4）R802、D801、C808、C817组成缓冲电路的作用：在正常工作时T801开关变压器第①-⑤绕组存在漏电感，在关机瞬间STR-W6856内部调整管关断时，漏电感的感应电动势会引起调整管漏极电压突然升高，这种电压可能导致调整管损坏。为了限制过电压的幅度，除开关变压器要求尽可能减少漏电感以外，在电路中加入由R802、D801、C808、C817组成的缓冲器。当MOSFET导通时，源极电压加在T803开关变压器第①-⑤绕组上，D801反偏阻止向C817充电，此时C817上电压向R802放电，C807上电压维持约180V的恒定电压，当调整管关断时，漏极电压上升，D801受到正向偏置而导通，通过D801的钳位作用，使漏极电压上升速度被减慢，消去尖脉冲保护MOSFET损坏。R802为C817提供放电通路。C808与T803第①-⑤绕组的漏感组成并联振荡电路，在去调整管判断的瞬间，通过T803第①-⑤绕组的电流向C808转移，减轻调整管关机损耗。
SRT-W6856IC各引脚功能与对地正反向电阻
引脚        符号        功能说明        用数字万用表对地测量（k）        IC各脚电压
                     红接地         黑接地        待机        开机
①        D        开关管漏极         ∞              ∞        由于IC各引脚工作时含有交直流两种成份，故不能采用万用表测量各引脚电压值
②        NC             空脚            空脚           空脚        
③        S/GND        开关管源极         0             0        
④        VCC          电源供电端         ∞            ∞        
⑤        OCP/BP       过流保护端         0．33          0．33        
⑥        FB/OLP       过载保护端         ∞            ∞        
⑦        RTFC         固定导通时间调整   455           455

张树生

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