引言

　　隨著社會信息化的不斷發(fā)展以及先進制作工藝的不斷提高，作為大屏幕壁掛式電視和高質量多媒體信息顯示的終端——彩色交流等離子體顯示器（AC-PDP）,其屏幕做得越來越大，功耗越來越小，電路結構越來越簡單，成本也越來越低。而電源作為ACPDP的一個重要組成部分，也向著小型化和簡單化的方向發(fā)展。

　　傳統(tǒng)的ACPDP電源一般采用兩級方案，即PFC級＋DC/DC" title="DC/DC">DC/DC變換的電路拓撲結構" title="拓撲結構">拓撲結構。它們分別有各自的開關器件和控制電路。盡管其能夠獲得很好的性能，但其體積過大，成本太高，電路比較復雜。因此，對其進行小型化改造也成了AC-PDP技術研究的一個方向。

功率因數(shù)校正" title="功率因數(shù)校正">功率因數(shù)校正在AC-PDP開關電源小型化設計中的應用" onclick="get_larger(this)" src="http://files.chinaaet.com/images/20100914/3db26fd1-1fe2-4455-a603-6586676c36bb.jpg" />

　　由于ACPDP驅動控制電路的復雜性，導致了其開關電源的復雜性。分析可知，不管從傳輸能量角度還是從所占體積的角度，PFC模塊和掃描驅動電極DC/DC變換模塊都占有相當大的比例。因此，對這兩部分的改造就成為AC-PDP開關電源小型化改造的一個切入點。本文根據(jù)單級功率因數(shù)校正的工作原理，提出了一種AC-PDP電極驅動電源模塊改進方案。

　　1 單級PFC維持電極電源模塊的拓撲結構及工作原理

　　本文采用的單級功率因數(shù)校正變換器電路拓撲結構如圖1所示。單相交流電經(jīng)全波整流后，通過串聯(lián)兩個感性ICS（Inputcurrentshaping）接到雙管反激的DC/DC變換單元。

　　圖中的兩個ICS單元完全相同，即LB1=LB2，LD1=LD2，N1p=N1n。采用這種雙ICS的單元結構是為了減小儲能電容器上的電壓以及流過開關管的電流。

　　下面通過開關管的動作過程分析整個電路的工作原理以及工作過程。

　　1）S1和S2導通期間其簡化電路如圖2（a）所示。開關管導通，儲能電容經(jīng)圖2（a）中右邊回路釋放電能，反激變換器" title="反激變換器">反激變換器TR開始儲能，iDC由零開始上升。線圈N1p及N1n分別感應產生左負右正和左正右負的電壓，D1n和D1p開始導通，D2n和D2p截止。Vin經(jīng)圖2（a）中左邊的回路給儲能電容CB1及CB2充電，iin開始上升，電感LB1，LB2，LD1，LD2充電。

　　因為VLB1=VLB2，VLD1=VLD2，為了分析方便，令

　　VLB=VLB1＋VLB2=2VLB1VLD=VLD1＋VLD2=2VLD1在右邊的回路中，根據(jù)基爾霍夫定律有

　　VLB＋VLD=Vin－VB(1-2N1/Np)>0　 （1）

　　式中：Vin為全波整流后的輸出電壓，即Vin=

　　Vs|sinωt|；

　　VB=VB1＋VB2；

　　N1為繞組N1n及N1p的匝數(shù)；

　　Np為反激變換器原邊主繞組的匝數(shù)。

　　又因為

　　VLB=VLB1＋VLB2=LB1(diin/dt)＋LB2(diin/dt)　 （2）

　　VLD=VLD1＋VLD2=LD1(diin/dt)＋LD2(diin/dt)　 （3）

　　將式（2）及式（3）代入式（1），可得

　　(LB＋LD)(diin/dt)=Vin-(1-2N1/Np)VB（4）

　　所以

　　diLB/dt=Vin-(1-2N1/Np)VB/(LB+LD)

　　式中：LB=LB1＋LB2；

　　LD=LD1＋LD2。

　　2）S1和S2截止期間

　　簡化電路圖如圖2（b）所示。此時iDC等于零，反激變換器給負載供電。線圈N1P及N1n分別感應產生左正右負和左負右正的電壓，D1n及D1p反向截止，D2n及D2p續(xù)流導通。根據(jù)基爾霍夫定律有

　　VLB=LB=Vin－VB<0所以=<0

　　所以diLB/dt=(Vin-VB)LB<0

　　從上面的分析可知，當Vin

　　由圖3可以看出，當輸入電壓為交流正弦波時，其輸入電流為一含有高頻紋波的近似正弦波。兩者相位基本相同，提高了輸入端的功率因數(shù)。

　　2 試驗結果

　　根據(jù)4電極42英寸（107cm）彩色PDP驅動電路的要求，設計驅動電源模塊的參數(shù)為：

　　輸入電壓AC170～250V；

　　輸出電壓DC200～240V；

　　輸出電流1A。

　　實驗電路采用UC3845作為開關管的控制芯片，開關的工作頻率為80kHz。DC/DC變換部分采用雙管反激電路。

　　實驗測得，當輸入電壓為AC220V，50Hz，輸出功率為240W（240V/1A）時，系統(tǒng)的功率因數(shù)為0.786。轉換效率為72.5％。此時得到輸入端的電壓電流波形如圖4所示。

　　3 結語

　　通過比較可知，在輸出功率相同的情況下，單級功率因數(shù)校正電路在功率因數(shù)校正能力和電源的轉換效率等方面，相對于兩級功率因數(shù)校正電路而言，相對要差一些。但隨著研究的深入，新的單級PFC拓撲結構和控制方案將不斷地被提出，單級PFC電路的性能也將逐步地得以完善。而單級功率因數(shù)校正電路體積小、電路簡單的特點使其成為ACPDP開關電源小型化改造的一個首選方案。