万利达DVP-558型DVD机开关电源

万利达生产的多种影碟播放机均采用以稳压调整控制集成电路为核心构成的开关电源组件。该机型开关电源采用集成了一个高压MOSFET功率开关管与一个电流模式控制器的新型集成电路KA5L0380R，其稳压控制方式与传统的PWM(脉宽调制)控制不同。而是采用时钟周期取样的选通电路，使用简单的接通／断开反复使用的额定荷周比时钟驱动控制来调节输出稳压。用它构成的开关电源具有适应市电范围宽、效率高、功耗低、辐射少等优点。

一、KA5L0380R开关电源集成电路

KA5L0380R是一只电流模式控制的单片开关电源集成电路。内含有晶振时钟电路、电流源钳位取样选通电路、5v稳压电路、内部偏置电路、逻辑电路、限流电路、过压、过流、欠压和过热保护电路等，采用4脚TO-220F形式与8脚双列直插式封装结构。其内部组成框图及引脚1所示，括号内为8脚双列直插式封装结构引脚。





二、内部功能电路

1．供电与5V稳压及偏置电路

1，提供给该IC③脚的外加工作电压达到+14V时，内部稳压器输出稳压5V，供时钟振荡电路与内部偏置电路，产生各种偏置电压供Ic内部各电路工作。

2．时钟电路

时钟振荡产生的50kHz信号，经PWM调制处理产生最大占空比为67％的额定荷周比时钟信号(DMAI)送MOSFET管，在一个周期内的67％为导通，其余时间为截止状态(1)。此额定荷周比时钟被送往MOSFET管反复使用，也称开关同期信号。

3．电流源钳位取样选通电路

该电路南电流源钳位、比较取样逻辑变换、开／关控制等电路组成，用来调节输出电压，实现稳压。其中电流源钳位、比较取样电路，用来检测引入④脚反映输卅电压状态的反馈信号；而逻辑变换与开关控制等构成的选通电路，利用晶振时钟信号每个周期的上升沿对引入④脚状态检测结果取样与逻辑变换，以判定是否接通／断开(即选通)该取样开关周期，送MOSFET功率管。

引人④脚的输入电流被带5uA滞回的1mA的电流源钳位。在晶振时钟信号每个周期的上升沿对该检测电路输出取样与逻辑变换，结果若为高电平，则此开关周期接通功率MOSFET管，并按67％，占空比进行工作；否则关断功率MOSFET管，保持截止而跳过此周期。在下一个时钟周期之初对该检测电路输出状态进行取样，以判定是否执行下一个开关周期，如图2所示。



不难看出，它不同于传统PWM控制的稳压方式，并不是调整每一个周期中的脉冲宽度；而是利用时钟信号的每个周期之初对反馈信号采样结果来接通或断开功率MOSFET管输入的(额定荷周比时钟)驱动信号方式，来控制MOSFET管执行开关周期，还是保持截止跳过开关周期来调节输出电压，实现稳压控制。

三、DVP-588型DVD机开关电源浅析

该机电源电路由输入电路、整流电路、开关电源集成电路、取样与耦合电路、脉冲变压器与输出电路等构成。其原理电路如图3所示，印板电路如图4所示。









1．输入电路与整流电路

输入电路由电源开关、交流保险丝管F1、L1与c1～4组成的2级共模滤波网络组成，可将电网中的干扰信号或外界窜入的高频噪声滤除掉。

市电经D1～D4桥式整流与C6滤波后，产生约+300V的直流电压。

2．电源启动

在滤波电容c6两端形成的+300V直流电压，一路经开关变压器TR1⑥～④绕组加到u1②脚(即漏极)；另一路通过R1、R2与C9构成的启动电路，对C9充电，使u1③脚电压上升。当上升到14V时，其内部稳压电路与偏置电路产生各功能电路所需的工作电压，内部各功能电路开始工作。晶振电路输出额定荷周比的时钟信号，在每个周期上升沿接通功率。MOSFET管，在高电平(脉冲)期间而导通，在其低电平期间而截止。一旦一个周期开始，MOSFET管总是完成整个开关周期，便在TR1各绕组产生高频脉冲信号．经次级整流滤波输出直流电压。TR1①-②绕组产生的感应电势，经D6整流，C9滤波产生+14V的直流电压提供给u1③脚，以维持u1正常工作。

3．稳压过程

该电源采用由R8、R9与U3构成的误差取样放大电路，直接从TR1 13、12绕组输出的高频脉冲经D9、C13、L4、C20整流滤波所产生的+5V上进行取样。其误差信号经光耦合器U2将反映输出直流电压状态的反馈信号引入u1④脚。

当输出电压超过目标稳压值时，光耦合器中的发光二极管的发光强度变强，光敏管导通变深，将④脚内置电流源下拉超过钳位额定门限值，则比较器翻转，产生个置“0”触发信号，SR触发器翻转成0态，Q输出的电平将与门关闭，切断时钟信号送往MOSFET的通路，MOSFET管则不执行该时钟开关周期，处于截止状态(2)，则输出电压开始下降，④脚下拉电流开始减小。在未恢复之前，时钟每个周期之初对④脚下拉电流状态进行取样结果，总是将与门关闭，MOSFET管一直(一个或多个开关周期)处于截止，直到输出电压下调到目标定值为止，利用时钟上升沿对④脚取样结果的同时将SR触发置1，选通与门开，接通MOSFET管，执行开关周期，进行能量补充。

当输出电压低于目标值时，经U3误差比较，由U2耦合引入u1④脚，其下拉电流无法使比较器产生置“0”信号，选通与门总是开，MOSFET管执行开关(一个或多个)周期，输出电压(因占空比为67％)必然开始回升。直到输出电压回升到额定值。再利用时钟开关周期的上升沿对反映输出电压状态的反馈信号

输入端④脚取样而进入新的稳压调整控制。

不难看出该电源在满载时，MOSFET管在大部分时钟周期内导通，如图5所示；而在亚满载时，MOSFET管将“跳过”多个开关周期，只在少部分时钟周期导通，以保持次级输出电压如图6所示；在轻载或空载时，几乎会“跳过”所有时钟周期，只有极少部分周期导通，以供电源本身的功耗，如图7所示。







4．保护电路

该电源设有过压、过流、欠压、过热保护电路，还设有反峰吸收电路。

该电源中的MOSFET管一般工作在流限模式，其最大导通时间被DMAX所限制。若导通电流的峰值超过2．15A时，过流保护电路动作，迫使选通与门关闭，实现过流保护。

当市电电压升高或降低时，会导致TR1①～②绕组感应电势升高或下降，经D6、C9整流滤波后，使U1③脚电压发生高低变化，当超过过压保护的阀值24V时，保护电路启动，将选通与门关闭，切断时钟与MOSFET管通路，实现过压保护。当使U1③脚电压低于9V时，内部欠压保护电路启动，将选通与门关闭，实现欠压保护。

该Ic内部设有热关断电路，检测管芯结温，门限值设为160℃。当结温升至超过此门限值时，将关闭选通门，实现过热保护。

该电源还在u1②脚外(即开关管漏极)接有D5、C7、R3构成的反峰吸收电路，以保护U1内MOSFET管不致因过峰而损坏。

5．直流电压输出电路

TR1 16-15-14绕组输出的高频脉冲，经D7与D8整流，C11、L2、C18与C12、L3、C19滤波，u4与u5稳压后输出±8V直流电压。

TR1 13-12绕组输出的高频脉冲，经D9、C13、L4、C20整流滤波输出+5V直流电压，再经U7稳压成+3.3V供解码器用的VCC直流电压：TR1 10-11绕组输出的高频脉冲，经D10、C14、L5、C21整流滤波输出+12V，再经u6稳压成+9V后输出；TR1 ⑨-12绕组输出的高频脉冲，经D11整流，C15、L6、C22滤波，ZD1稳压成-24V供屏显用。

TR1 ⑧-⑦绕组输出的高频脉冲，经D12、C16整流滤波输出Dc+4V供屏显用。