l6561典型應用pfc電路

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l6561典型應用pfc電路

發表於 2017-11-08 17:27:54

　　由L6561+L5991組合晶片構成的開關電源方案中，L6561構成前級有源功率因數校正電路，L5991構成開關電源控制電路。有關電路如下圖所示。

　　

　　圖1是L5991晶片的內部結構，14腳高壓2.5V時晶片過壓保護，16腳低於2.5V是進入待機狀態。

　　1.整流濾波電路

　　220V交流電壓經L1、R1、CX1、LF1、CX2、LF2、CY2、CY4組成的線路濾波器濾波、限流，濾除AC中的雜波和幹擾，再經BD1、C3整流濾波後，形成一直流電壓。由於濾波電路電容C3儲能較小，所以在負載較輕時，經整流濾波後的電壓為300V左右；在負載較重時，經整流濾波後的電壓為230V左右。電路中，ZV201為壓敏電阻，即在電源電壓高於250V時，壓敏電阻ZV201擊穿短路，保險管F1熔斷，這樣可避免電網電壓波動造成開關電源損壞，從而保護後級電路。

　　2．功率因數校正（PFC）電路

　　PFC電路以IC1（L6561）為核心構成，具體工作過程如下：

　　輸入電壓的變化經R2、R3、R4分壓後加到L6561的③腳，送到內部乘法器。輸出電壓的變化經R11、R59、R12、R14分壓後由L6561的①腳輸入，經內部比較放大後，也送到內部乘法器。L6561乘法器根據輸入的這些參數進行對比與運算，確定輸出端⑦腳的脈衝佔空比，維持輸出電壓的穩定。在一定的輸出功率下，當輸入電壓降低，L6561的⑦腳輸出的脈衝佔空比變大；當輸入電壓升高，L6561的⑦腳輸出的脈衝佔空比變小。

　　驅動管VT1在L6561的⑦腳驅動脈衝的控制下工作在開關狀態。當VT1導通時，由BD1整流後的電壓經電感L3、VT1的D-S極到地，形成迴路；當VT1截止時，由BD1整流輸出的電壓經電感L3、D2、TH1、C9、C26到地，對C9、C26充電。同時，流過L3的電流呈減小趨勢，電感兩端必然產生左負右正的感應電壓，這一感應電壓與BD1整流後的直流分量疊加，在濾波電容C9、C26正端形成400V左右的直流電壓，這樣不但提高了電源利用電網的效率，而且使得流過L3的電流波形和輸入電壓的波形趨於一致，從而達到提高功率因數的目的。

　　

　　圖2 L6561+L5991電路圖

　　3．啟動與振蕩電路

　　C9、C26兩端的400V左右的直流電壓經R17加到VT2的漏極，同時經R55、R54、R16加到VT2的柵極。由於穩壓管ZD2的穩壓值高於L5991的啟動電壓，因此，開機後VT2導通，通過⑧腳為L5991提供啟動電壓。開關電源工作後，開關變壓器T1自饋電繞組感應的脈衝電壓經D15整流，R19限流，C15濾波，再經D14、C14整流濾波，加到L5991的⑧腳，取代啟動電路，為L5991提供啟動後的工作電壓，並使⑧腳與C14兩端電壓維持在13V左右，同時L5991④腳基準電壓由開機時的0V變為正常值5V，使VT3導通，VT2截止，啟動電路停止工作，L5991的供電完全由輔助電源（開關變壓器T1的自饋繞組）取代。啟動電路停止工作後，整個啟動電路只有穩壓管ZD2和限流電阻R55、R54、R16支路消耗電能，從而啟動電路本身的耗電非常小。

　　L5991啟動後，內部振蕩電路開始工作，振蕩頻率由與②腳相連的R35、C18決定，振蕩頻率約為14kHz，由內部驅動電路驅動後，從L5991的⑩腳輸出的電壓經VT8、VT11推挽放大後，驅動開關管VT4、VT12工作在開關狀態。

　　4．穩壓控制

　　穩壓電路由取樣電路R45、VR1、R48，誤差取樣放大器IC4（TL431），光耦合器IC3等元器件組成。具體穩壓過程是：若開關電源輸出的24V電壓升高，經R45、VR1、R48分壓後的電壓升高，即誤差取樣放大器IC4的R極電壓升高，IC4的K端電壓下降，使得流過光耦合器IC3內部發光二極體的電流加大，IC3中的發光二極體發光增強，IC3中的光敏三極體導通增強，這樣L5991⑤腳誤差信號輸入端電壓升高，⑩腳輸出驅動脈衝使開關管VT4、VT12導通時間減小，從而輸出電壓下降。

　　

　　圖3

　　5．保護電路

　　（1）過壓保護電路

　　過壓保護電路由VT10、ZD4、ZD5、ZD6等配合穩壓控制電路構成，具體控制過程是：

　　當24V輸出電壓超過ZD5、ZD6的穩壓值或12V輸出電壓超過ZD4的穩壓值時，ZD5、ZD6或ZD4導通，三極體VT10導通，其集電極為低電平，使光耦合器IC3內的發光二極體兩端電壓增大較多，導致電源控制電路L5991⑤腳誤差信號輸入端電壓升高較大，控制L5991的⑩腳停止輸出，開關管VT4、VT12截止，從而達到過壓保護的目的。

　　（2）過流保護電路

　　開關電源控制電路L5991的13腳為開關管電流檢測端。正常時開關管電流取樣電阻R37、R29兩端取樣電壓大約為1V（最大脈衝電壓），當此電壓超過1．2V時（如開關電源次級負載短路時），L5991內部的保護電路啟動，12腳停止輸出，控制開關管VT4、VT12截止，並同時使⑦腳軟啟動電容C19放電，C19被放電後，L5991內電路重新對C19進行充電，直至C19兩端電壓被充電到5V時，L5991才重新使開關管VT4、VT12導通。如果過載狀態只持續很短時間，保護電路啟動後，開關電源會重新進入正常工作狀態，不影響顯示器的正常工作。如果開關管VT4、VT12重新導通後，過載狀態仍然存在（開關管電流仍然過大），L5991將再次控制開關管截止。

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