LED显示屏用电源的设计

2．2 DC/DC主电路设计

DC/DC主电路采用单端双正激电路。单端双正激电路相对于其它拓扑电路结构，开关管承受电压低，在控制电路设计中不必担心共态导通问题，也不会因电路不对称发生高频变压器单向偏磁，即不存在变压器饱和问题，是一种可靠性较高的电路。考虑到整机的高度不超过60mm，以及变压器工艺、安装、散热的要求，DC/DC变换采用双变压器、双输出电感结构。变压器原边并联，副边各自用一个输出电感，如图4所示。

图4 双正激无损吸收主电路

该电路的无损吸收网络不同于AC/DC部分电路所采用的无损吸收网络。它仅使开关管完成了零电压关断过程。以下以开关Q₂为例（Q₁与Q₂变化状态相同），简述该网络的工作原理。

1）导通过程

Q₁、Q₂开通时，除一路电流通过Q₁、T₁副边、Q₂外，另一路电流流过Q₁、C₅、L₇、D₁₀、C₇、Q₂形成LC振荡回路，C₅、C₇被充电。当A与B点之间的电压u_AB等于主电路电压V_DC时，由于D₁₀的单向导电性，振荡结束。电感L₇起限制C₇、C₅中的电流变化的作用。Q₁、Q₂中流过的电流为从副边折算到原边的负载电流与C₅、C₇充电电流之和。

2）关断过程

Q₁、Q₂关断时，由于B点对地电压为零，C₇从零开始充电，Q₂对地电压u_Q2缓慢上升，Q₂零电压关断。加在Q₂上的电压因二极管D₁₅的钳位作用，最终为V_DC。因此，B点电压升为V_DC。Q₂实现零电压关断过程。

由于变压器励磁电感、漏感及引线寄生电感所引起的感应电势的能量通过C₇、D₁₄返回电源，Q₂上的电压维持在V_DC直到变压器原边磁通复位。此时，Q₁、Q₂上的电压分别为V_DC/2直到新的工作周期。

Q₂的开通期间与关断期间的状态与普通开关管同期间的状态相同。

图5为实测Q₂开关波形。图6为实测Q₂零电压关断波形。

图5 Q₂的D-S极开关波形

图6 Q₂的关断时间

从以上分析中,可以总结出以下特点。

1）电路中每个开关管的最大工作电压等于电源电压。

2）Q₁、Q₂关断的电压上升率分别决定于电容C₅、C₇的容量。

2．3 控制电路设计

为保证电源安全可靠地工作，电路设计中采用TOP224Y制作一反激式开关电源作为辅助源，如图7所示。其两路输出分别为AC/DC部分和DC/DC部分的控制电路供电。

图7 辅助电源电路