SD4841P构成的数字机开关电源电路原理分析

SD4841P构成的数字机开关电源电路原理分析
作者：郑秀峰
来源：《卫星电视与宽带多媒体》2010年第24期
SD4841P由杭州士兰微电子股份有限公司开发，用于开关电源的电流模式PWM控制器系列产品。

由SD4841P构成的开关电源具有很多优点，如：启动电流低；在待机模式下，电路进入打嗝模式，有效降低电路的待机功耗；电路的开关频率为67KHz，抖动的振荡频率，可以获得较低的EMI；内置15ms软启动电路，可以减小在上电过程中变压器的应力，防止变压器饱和等，因而SD4841P被广泛应用于便携式媒体播放器、网络终端产品、DVB及ABS数字机的内置开关电源系统。

图1为SD4841P内部电路框图，其引脚功能为：①脚（SGND）控制电路接地端，②脚（PGND）内置功率开关管（MOSFET）接地端，③脚（Vcc）供电端，④脚（FB）反馈端，⑤脚（NC）空脚，⑥、⑦、⑧脚（Drain）接内部功率开关管（MOSFET）的漏极。

下面以大旗DQ980中九专用接收机开关电源为例，对其原理进行分析。

图2为大旗DQ980中九专用接收机开关电源电路原理图。

输入与整流电路
220V交流市电经电源开关和保险管进入抗干扰抑制电路，由于SD4841P内置振荡器有频率抖动功能，产生的电磁干扰较低，抗干扰抑制电路也较简单，只有一个电感LF1构成。

经处理的220V交流电压经D1-D4桥式整流、C1滤波，在C1两端得到约300V的直流电压，作为SD4841P供电及启动电压。

启动与稳压电路
300V直流电压一路经开关变压器初级①-②绕组加至IC1（SD4841P）⑥、⑦、⑧脚内部功率开关管（MOSFET）的漏极（D），另一路经启动电阻R2加到SD4841P③脚（Vcc），对③脚外接电容C3充电，当Vcc端充到12V时，电路开始工作。

电路启动工作后，改由开关变压器辅助绕组③-④产生的感应脉冲电压经D6整流、R3限流及C3滤波后产生的直流电压为SD4841P③脚（Vcc）供电。

稳压控制电路主要由光电耦合器PC1（817C）和电流比较放大器U1（TL431A）等元件组成，稳压取样电压取自3.3V，经R7、R6分压加到TL431A控制端R，当因某种原因使开关电源次级输出电压升高时，KA 431的控制端R电压也随之升高，使KA 431的K端电压下降，光电耦合器PC1（817C）内的发光二极管发光增强，光敏三极管导通增强而内阻减小，
SD4841P④脚（FB）反馈端电压升高，经SD4841P内部电路处理后，使功率开关管（MOSFET）导通时间缩短，经开关变压器电磁耦合后，使次级各组输出电压下降至额定值，从而达到稳定输出电压的目的。

当输出电压降低时，稳压控制与上述过程相反。

保护电路
1.开关功率管保护：在开关变压器的①-②绕组中接有由R1、C2、D5组成的尖峰电压吸收电路，在SD4841P内部功率开关管截止瞬间，抑制开关变压器①-②绕组产生的反向尖峰电压，保护SD4841P内部开关管不被过高的尖峰电压击穿。

2.欠压锁定：电源启动工作时，300V电压通过启动电阻R2对SD4841P③脚（Vcc）外接的电容C3充电，当充到12V时，电路开始工作。

电路正常工作后，如果电路发生保护，输出关断，由于电路此时供电由开关变压器辅助绕组③-④提供，SD4841P③脚（Vcc）电压开始降低，当Vcc低于8V时，控制电路整体关断，电路消耗的电流变小，又开始对SD4841P③脚（Vcc）外接的电容C3充电，启动电路重新工作。

3.过流保护：当电路发生过载，导致SD4841P④脚（FB）反馈端电压升高，当反馈端电压升高到反馈关断电压点时，输出关断。

该状态一直保持，直到电路发生上电重启。

如果次级整流管或变压器绕组短路，会启动异常过流保护。

此时，不管前沿消隐时间，一旦过流，过350ns马上保护，且对每一个周期都起作用，发生该保护时，输出关断且一直保持此状态，直到发生欠压以后，电路启动。

4.过压保护：当SD4841P③脚（Vcc）上的电压超过过压保护点电压时，表示负载上发生了过压，输出关断。

该状态一直保持，直到电路发生上电重启。

5.过热保护：当SD4841P内部温度过高时，为了保护电路不被损坏，过热保护电路动作，关断输出，该状态一直保持，直到发生欠压以后，电路启动。

输出电路
由SD4841P构成开关电源的输出电路与其他类型开关电源没有太大的区别，输出电压组数取决于主板各单元电路对电源的需求，大旗DQ980中九专用接收机开关电源为主板提供
21V、12V、5V、3.3V四组电源，每一组电源输出电路都是由整流、滤波等基本元件构成。

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