l6561典型应用pfc电路

由l6561+l5991组合芯片构成的开关电源方案中,l6561构成前级有源功率因数校正电路,l5991构成开关电源控制电路。有关电路如下图所示。
图1是l5991芯片的内部结构,14脚高压2.5v时芯片过压保护,16脚低于2.5v是进入待机状态。
1.整流滤波电路 220v交流电压经l1、r1、cx1、lf1、cx2、lf2、cy2、cy4组成的线路滤波器滤波、限流,滤除ac中的杂波和干扰,再经bd1、c3整流滤波后,形成一直流电压。由于滤波电路电容c3储能较小,所以在负载较轻时,经整流滤波后的电压为300v左右;在负载较重时,经整流滤波后的电压为230v左右。电路中,zv201为压敏电阻,即在电源电压高于250v时,压敏电阻zv201击穿短路,保险管f1熔断,这样可避免电网电压波动造成开关电源损坏,从而保护后级电路。
2.功率因数校正(pfc)电路 pfc电路以ic1(l6561)为核心构成,具体工作过程如下:
输入电压的变化经r2、r3、r4分压后加到l6561的③脚,送到内部乘法器。输出电压的变化经r11、r59、r12、r14分压后由l6561的①脚输入,经内部比较放大后,也送到内部乘法器。l6561乘法器根据输入的这些参数进行对比与运算,确定输出端⑦脚的脉冲占空比,维持输出电压的稳定。在一定的输出功率下,当输入电压降低,l6561的⑦脚输出的脉冲占空比变大;当输入电压升高,l6561的⑦脚输出的脉冲占空比变小。
驱动管vt1在l6561的⑦脚驱动脉冲的控制下工作在开关状态。当vt1导通时,由bd1整流后的电压经电感l3、vt1的d-s极到地,形成回路;当vt1截止时,由bd1整流输出的电压经电感l3、d2、th1、c9、c26到地,对c9、c26充电。同时,流过l3的电流呈减小趋势,电感两端必然产生左负右正的感应电压,这一感应电压与bd1整流后的直流分量叠加,在滤波电容c9、c26正端形成400v左右的直流电压,这样不但提高了电源利用电网的效率,而且使得流过l3的电流波形和输入电压的波形趋于一致,从而达到提高功率因数的目的。
图2 l6561+l5991电路图
3.启动与振荡电路 c9、c26两端的400v左右的直流电压经r17加到vt2的漏极,同时经r55、r54、r16加到vt2的栅极。由于稳压管zd2的稳压值高于l5991的启动电压,因此,开机后vt2导通,通过⑧脚为l5991提供启动电压。开关电源工作后,开关变压器t1自馈电绕组感应的脉冲电压经d15整流,r19限流,c15滤波,再经d14、c14整流滤波,加到l5991的⑧脚,取代启动电路,为l5991提供启动后的工作电压,并使⑧脚与c14两端电压维持在13v左右,同时l5991④脚基准电压由开机时的0v变为正常值5v,使vt3导通,vt2截止,启动电路停止工作,l5991的供电完全由辅助电源(开关变压器t1的自馈绕组)取代。启动电路停止工作后,整个启动电路只有稳压管zd2和限流电阻r55、r54、r16支路消耗电能,从而启动电路本身的耗电非常小。
l5991启动后,内部振荡电路开始工作,振荡频率由与②脚相连的r35、c18决定,振荡频率约为14khz,由内部驱动电路驱动后,从l5991的⑩脚输出的电压经vt8、vt11推挽放大后,驱动开关管vt4、vt12工作在开关状态。
4.稳压控制 稳压电路由取样电路r45、vr1、r48,误差取样放大器ic4(tl431),光耦合器ic3等元器件组成。具体稳压过程是:若开关电源输出的24v电压升高,经r45、vr1、r48分压后的电压升高,即误差取样放大器ic4的r极电压升高,ic4的k端电压下降,使得流过光耦合器ic3内部发光二极管的电流加大,ic3中的发光二极管发光增强,ic3中的光敏三极管导通增强,这样l5991⑤脚误差信号输入端电压升高,⑩脚输出驱动脉冲使开关管vt4、vt12导通时间减小,从而输出电压下降。
图3
5.保护电路 (1)过压保护电路
过压保护电路由vt10、zd4、zd5、zd6等配合稳压控制电路构成,具体控制过程是:
当24v输出电压超过zd5、zd6的稳压值或12v输出电压超过zd4的稳压值时,zd5、zd6或zd4导通,三极管vt10导通,其集电极为低电平,使光耦合器ic3内的发光二极管两端电压增大较多,导致电源控制电路l5991⑤脚误差信号输入端电压升高较大,控制l5991的⑩脚停止输出,开关管vt4、vt12截止,从而达到过压保护的目的。
(2)过流保护电路
开关电源控制电路l5991的13脚为开关管电流检测端。正常时开关管电流取样电阻r37、r29两端取样电压大约为1v(最大脉冲电压),当此电压超过1.2v时(如开关电源次级负载短路时),l5991内部的保护电路启动,12脚停止输出,控制开关管vt4、vt12截止,并同时使⑦脚软启动电容c19放电,c19被放电后,l5991内电路重新对c19进行充电,直至c19两端电压被充电到5v时,l5991才重新使开关管vt4、vt12导通。如果过载状态只持续很短时间,保护电路启动后,开关电源会重新进入正常工作状态,不影响显示器的正常工作。如果开关管vt4、vt12重新导通后,过载状态仍然存在(开关管电流仍然过大),l5991将再次控制开关管截止。

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