投影電視電源方案

摘要：本文介紹采用投影燈泡的投影電視產品的電源組成及性能要求，并以常見的電源IC為實例，提出投影電視產品的電源設計方案。

關鍵詞：投影電視；開關電源；PFC

　　2008年5月14日收到本文修改稿。王周宏：工程師，從事CRT電視機、背投電視、投影機等電子產品的整機方案和電路設計工作。

引言

　　在目前流行的超大型視頻顯示產品中，采用投影燈泡的投影電視產品以其獨特的高分辨率、高畫質、超大尺寸的顯示優勢，得到了廣泛的應用。這種投影產品可作為大型會議中心專用視頻顯示設備或者大中小學校的教學設備，以及高檔娛樂場所的視頻播放設備，也可用于酒店、商場、企業商務大廳等場所，以視頻畫面的形式播放廣告或展示企業形象。投影電視產品按投影方式可分為背投電視和前投影機。目前小屏幕背投電視已逐步退出國內市場，只有大屏幕背投電視作為商用顯示設備其市場仍在大幅增長。前投影機在國內市場以進口品牌為主，我國自主研發目前才剛剛起步，許多國內廠商都在嘗試自主開發投影機芯、投影光機等關鍵部件。電源設計、光機開發、整機散熱設計等都是投影電視產品研發的難點。本文就以Fairchild公司的電源IC為例，提出采用投影燈泡的投影電視產品的電源設計方案。

投影產品電源的基本要求

　　不管是大屏幕背投電視，還是前投方式的高亮度投影機，其電源組成基本一樣。這類投影產品最大的特點是其光源采用投影燈泡。

　　為采用投影燈泡的投影電視產品設計電源，必須考慮下列特殊因素：

　　· 目前常用的投影燈泡的功率為100W~350W，這就要求電源必須能提供150 W~450W左右的輸出功率；
　　· 對于大功率電源，按國標要求必須加功率因數校正(PFC)電路；
　　· 同時為節省能源又要求其待機功耗必須低于5W，未來要求低于3W或1W以下；
　　· 投影電視的開關機比較復雜，投影燈泡供電、散熱風扇供電、信號處理部分供電等都必須按特定的時序完成開關。

　　基于以上原因，本方案的投影電視產品的電源由三部分組成：功率因數校正(PFC)電路，提升整機功率因數達0.9以上，同時為投影燈泡的點燈器供電；副電源，也叫待機電源，為散熱風扇和系統控制部分供電；主電源，為光機驅動、信號處理部分及其它電路供電。

系統設計

　　電源電路是直接影響整機性能和可靠性的關鍵，根據投影產品的供電特點和有關國家標準的要求，并從性能和成本的綜合考慮，投影產品的電源電路宜采用主副電源的形式，其框圖見圖1。

圖1  投影電視電源系統框圖

　　投影電視產品的電源一般由EMC濾波器、PFC電路、A C-DC轉換電路、DC-DC轉換電路等四部分組成。本文只針對電路比較復雜的PFC電路、A C-DC轉換電路提出電路方案。

　　功率因數校正(PFC)電路
　　為了得到更高的功率因數，本方案選用有源PFC電路FAN7527。FAN7527是Fairchild公司的一種低功耗簡單高效的動態功率因數校正控制器(PFC)，作為典型應用時工作在臨界傳導模式。

　　采用本方案實現的PFC電路如圖2所示。該電路屬于BOOST變換器，這就要求二極管D2負極端的輸出電壓必須大于交流電整流后的直流輸出電壓。本方案的交流電源輸入最大達AC265V，整流后直流電壓約為360V，可調節該IC的1引腳(內接2.5V誤差比較器)所接的分壓電阻R8/R9和電位器VR1使PFC電路的輸出電壓大于360V，本方案選定的PFC輸出電壓為380V。2引腳所接電容C7構成反饋補償網絡。分壓電阻R1/R2將3引腳的電壓限定在3.8V以下。R7為電流檢測電阻，通過4引腳為內部過流保護電路提供電流檢測信號。升壓電感T1輔助繞組通過電阻R5提供零電流檢測輸入，以防止該IC 5引腳上的電壓跌至1.8V以下。

圖2  PFC電路