據(jù)臺灣拓樸產(chǎn)業(yè)研究所統(tǒng)計，30吋以上LCD TV今年預(yù)估出貨將達530萬臺，其中以30-34吋這個區(qū)間為主，預(yù)計將達四百萬臺。由于歐盟已經(jīng)實施PFC安規(guī)，銷歐70瓦以上之開關(guān)電源均需符合PFC規(guī)范，以達到降低耗電量的要求。

大型尺寸液晶電視的電源供應(yīng)器之輸出功率遠遠超過70瓦，因此普遍需要內(nèi)含PFC（Power Factor Correction，功因校正）技術(shù)，以往主導(dǎo)PFC產(chǎn)品的廠商多為國際大廠，需要耗費很高的成本，對于電源供應(yīng)器廠商而言，很難同時兼顧高品質(zhì)及低成本的實際需求。本文介紹的LCD-TV供應(yīng)器設(shè)計基于崇貿(mào)科技(System General) SG6931功率因素校正晶片，待機電路則采用SG6848 PWM晶片，并輔以SG6515監(jiān)控晶片作為監(jiān)控電路，可大幅精簡電源系統(tǒng)設(shè)計電路，同時降低外部零件成本。

1、關(guān)鍵器件介紹

（1）SG6931功率因素晶片
    功率因素(PF)是實際功率與視在功率的比，其數(shù)值可在0至1之間變化，功率因素越高(趨近于1)則代表電能利用率越高，而電能在傳輸過程中可減少無謂的損失。PFC晶片即是用以改善功率因素，這樣除了可有效利用電能、減少非必要的虛功耗外，也可降低設(shè)備間透過電源線的干擾。
    SG6931是崇貿(mào)科技公司推出的功率因素校正(PFC)控制晶片，其內(nèi)部功能見圖1。它采用崇貿(mào)的專利技術(shù)（能提供雙重過電壓保護的多向量誤差放大器技術(shù)——美國專利字號US6,900,623，大幅加雜波免疫力的開關(guān)充電式乘除法器“Switching Charge multiplier/divider”技術(shù)——美國專利字號US6,812,769），以及能夠?qū)崿F(xiàn)低成本功率因素校正技術(shù)的創(chuàng)新乘除器電路技術(shù)），可大幅精簡電源系統(tǒng)設(shè)計電路，降低外部零件成本，并提升電源系統(tǒng)的價格功能比，適用于LCD-TV、電子安定器、桌上型電腦、筆記型電腦等領(lǐng)域。

圖1 SG6931功率因素校正晶片功能圖

    SG6931是適用于順向式(Forward)架構(gòu)的PFC/PWM組合晶片，整合了PFC及PWM元件，針對150W以上高功率之電源轉(zhuǎn)換器在連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)下之電流轉(zhuǎn)換操作而設(shè)計。具備過溫度保護(OTP)、過電壓保護(OVP)、低電壓保護(UVP)、過載保護(OPP)、短路保護(SCP)及電能減弱(Brown-out)等功能，同時其專利放大器技術(shù)還可改善輸出動態(tài)響應(yīng)。除上述多項功能之外，SG6931還持別提供可調(diào)整之PWM最大周期及柔性啟動功能。
    在PCB布線時應(yīng)特別注意，SG6931有兩個接地引腳。布線時應(yīng)遵循一些良好的高頻或射頻經(jīng)驗，應(yīng)避免過長的電路板走線和元器件引線。應(yīng)將去耦電容器分布在SG6931的旁邊。建議在OPFC腳和OPWM腳與MOSFET的門極之間分別串聯(lián)一個5~20歐電阻器。將PFC級和PWM級之間的干擾隔離起來也是非常重要的。圖2是該電路板布線的一個例子。其中：
·地線1從SG6931的GND腳連接到去耦電容器，其阻抗應(yīng)該越低越好，其走線應(yīng)該越短越好。
·地線2提供信號接地，應(yīng)直接與去耦電容器CDD，和/或SG6931的GND腳連接。
·地線3獨立地從去耦電容器連接到PFC輸出電容器CO。其中，輸出電容器CO的地是電源切換的主要接地參考。為了提供良好的接地參考，減少PFC和PWM級的開關(guān)噪聲，接地布線6和7應(yīng)該盡量靠近，其阻抗應(yīng)非常低。
·IPFC腳通過R3直接連接到RS管腳，以提高噪聲抵抗力(如不小心，就可能將其與地線2連接而出錯)。IMP腳和ISENSE腳也應(yīng)該借助電阻器R2和RP，與另外一個端點RS直接連接。

圖2 SG6931電路布線考慮

（2）SG6848 PWM晶片 
    SG6848是崇貿(mào)科技推出的電源管理晶片，它采用脈寬調(diào)變（PWM）結(jié)構(gòu)，高度整合各種電源管理功能，同時具備數(shù)項增強功能，以滿足對于低待機能耗及許多電源保護的需求。
    在待機模式中，SG6848以減少PWM頻率的方式，達到降低能源損耗及穩(wěn)定輸出電壓的目的。由于采用Bi-CMOS工藝制造，SG6848不但能夠大幅降低起動電源時的能耗，同時也能提高電源轉(zhuǎn)換的效率。以起動電流而言，在一般情況下可降低至5uA；而操作電流則是能達到3mA之低。

圖3 SG6848電源管理晶片功能圖

    在正常的操作狀態(tài)，SG6848為一定頻控制器，其專利Green-Mode省電技術(shù)在負載降低時會自動調(diào)降PWM的頻率，此項特色能大幅減少在零負載或低負載下的電能損耗，如此一來，便能使電源供應(yīng)器符合電源轉(zhuǎn)換的需求，并朝向零負載時僅消耗0.1瓦的省電目標(biāo)。獨創(chuàng)的同步斜率補償技術(shù)能確保SG6848在電流回路連續(xù)模式作業(yè)下的穩(wěn)定性。為了保護外部功率晶體管免于因過高的供給電壓而遭受損壞，SG6848的輸出電壓被箝制在16伏特。
    SG6848不但能提供高效能減少電源損耗，同時也能全面降低電源供應(yīng)系統(tǒng)的生產(chǎn)成本，大幅改善生產(chǎn)良率，提高產(chǎn)品品質(zhì)，增加產(chǎn)品附加價值。是取代傳統(tǒng)線性電源轉(zhuǎn)接器及RCC（Ringing-Choke Converter）自激式電源結(jié)構(gòu)的最佳選擇。

（3）SG6515監(jiān)控晶片
    SG6515為高整合監(jiān)控IC，其全面監(jiān)控及保護功能可提供電源系統(tǒng)完整的保護，其多項輸出保護功能如過高電壓、過低電壓及過載保護，其它功能特色有內(nèi)建輸入電壓快速開關(guān)具防鎖死功能，及防止遠端開關(guān)（Remote ON/OFF）干擾產(chǎn)生錯誤。

圖4 SG6515電源監(jiān)控晶片功能框圖

2、設(shè)計實例及系統(tǒng)效能

    本文介紹的LCD-TV供應(yīng)器設(shè)計實例以SG6931PFC/PWM組合晶片為核心，待機電路則采用SG6848 PWM晶片，并輔以SG6515監(jiān)控晶片作為監(jiān)控電路，具體參見圖5。此款LCD-TV供應(yīng)器設(shè)計，由于采用PFC/PWM組合晶片，可大幅精簡電源系統(tǒng)設(shè)計電路，同時降低外部零件成本，估計總系統(tǒng)材料成本每瓦僅約臺幣1.5元。