CN103051195B - 供电电路和液晶电视 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种供电电路，包括：谐振控制电路、隔离驱动电路、第一输出电路和第二输出电路，其中，谐振控制电路接收来自外部的第一直流和来自隔离驱动电路的驱动信号，根据驱动信号和第一直流分别向第一输出电路和第二输出电路输出第二直流；隔离驱动电路连接至谐振控制电路，用于向谐振控制电路输出驱动信号。本发明还提供了一种液晶电视。根据本发明的技术方案，利用次级电路控制初级谐振电路，实现大功率LED背光源的驱动，并通过双环路反馈控制整合了主板供电。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及供电电路和具有该供电电路的液晶电视。
背景技术
LED作为液晶电视的背光源，在中大尺寸的液晶电视上至少有两路甚至更多灯条。电源驱动方式为一路升压电路驱动一路LED灯条，通过取样每路灯条的电流实现各路灯条电流相等，以满足电视画面显示要求。多路灯条一般为低压24V输入，采用此种方式一般需要较多芯片和***元器件，成本较高。因此，增加每路灯条LED灯的数量，减少灯条数量，是当前LED液晶电视背光的趋势。
当前，42寸、46寸LED液晶电视有两路或者更多路灯条，采用的供电架构及驱动方式如图1A和图1B所示。
图1A为电源供电部分，由PFC电源106、半桥谐振控制芯片102、LLC谐振控制及能量传递电路104构成，通过开关变压器T1产生12V和100V的电压输出，用以给次级供电。该电源供电部分需要半桥谐振控制芯片102及其***电路，器件较多。
图1B为驱动电路部分，用驱动芯片110控制，图1B中仅显示了一个驱动芯片110控制的两路，四路灯条或者多路灯条用同样的驱动控制电路控制相同的灯条数。每路灯条都使用Boost升压电路108进行升压的拓扑方式，该Boost升压电路108需要一个升压MOS管（V3或V5）和一颗调光MOS管（V4或V6），并且每路输出都需要电解电容（C5或C6）以满足LED正常工作。因此，该驱动电路部分需要专门的驱动芯片配合Boost拓扑***电路，器件较多。
因此，需要一种简化的供电电路，减少元器件的设置，进而降低生产成本。
发明内容
考虑到上述背景技术，本发明的发明目的是提供一种供电电路，可简化电路架构，降低生产成本。
有鉴于此，根据本发明的一个方面，提供了一种供电电路，包括：谐振控制电路、隔离驱动电路、第一输出电路和第二输出电路，其中，所述谐振控制电路接收来自外部的第一直流和来自所述隔离驱动电路的驱动信号，根据所述驱动信号和所述第一直流分别向所述第一输出电路和所述第二输出电路输出第二直流；所述隔离驱动电路连接至所述谐振控制电路，用于向所述谐振控制电路输出所述驱动信号。
由于利用次级电路驱动控制初级LLC谐振控制电路，然后通过第一输出电路直接给第一负载供电，并通过双环路设计整合了第二负载（由第二输出电路驱动）的驱动电路，由原来的原边LLC驱动芯片加负边BOOST驱动芯片替换为一个隔离驱动电路控制LLC直接驱动第一负载，简化了原有的电路***，降低了生产成本。
根据本发明的另一方面，提供了一种液晶电视，包括如上述技术方案中所述的供电电路。该液晶电视具有与上述供电电路相同的技术效果，可整合主板供电和背光源驱动。
附图说明
图1A示出了相关技术中供电电路的供电电路部分的示意图；
图1B示出了相关技术中供电电路的驱动电路部分的示意图；
图2示出了根据本发明的实施例的供电电路的框图；
图3示出了根据本发明的实施例的供电电路的原理图；
图4示出了根据本发明的实施例的切换电路的原理图；
图5示出了根据本发明的实施例的切换电路的示意图；
图6示出了根据本发明的实施例的LED背光源在空载情况下的两个控制环路的工作波形示意图；
图7示出了根据本发明的实施例的LED背光源在工作情况下的两个控制环路的工作波形示意图；
图8至图10示出了根据本发明的实施例的在非调光状态下各参数的波形图；
图11至图13示出了根据本发明的实施例的在调光状态下各参数的波形图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。
图2示出了根据本发明的实施例的供电电路的框图。
如图2所示，根据本发明的实施例的供电电路200包括：谐振控制电路204、隔离驱动电路206、第一输出电路208和第二输出电路210，其中，谐振控制电路204接收来自外部（例如图2中的整流滤波电路）的第一直流和来自隔离驱动电路206的驱动信号，根据驱动信号和所述第一直流分别向第一输出电路208和第二输出电路210输出第二直流；隔离驱动电路206连接至谐振控制电路204，用于向谐振控制电路204输出所述驱动信号。
由于利用次级电路驱动控制初级LLC谐振控制电路，然后通过第一输出电路直接给第一负载供电，并通过双环路设计整合了第二负载的供电电路，由原来的原边LLC驱动芯片加负边BOOST驱动芯片替换为一个隔离驱动电路控制LLC直接驱动第一负载，简化了原有的电路***，降低了生产成本。
接着参考图3，图3示出了详细的供电电路的原理图，从图中可知，谐振控制电路204大致可以包括第一场效应晶体管Q1、第二场效应晶体管Q2、第一变压器T2、谐振电容Cr、第一整流单元2042和第二整流单元2044，其中，第一场效应晶体管Q1和第二场效应晶体管Q2的栅极均连接至隔离驱动电路206的输出端，第一场效应晶体管Q1的漏极连接至外部的输出端，在本实施例中，该外部输出的直流为整流滤波电路输出的经过功率因数校正的直流。
第二场效应晶体管Q2的漏极连接至第一场效应晶体管Q1的源极，第二场效应晶体管Q2的源极接地；第一变压器T2的原边绕组的一端连接至第一场效应晶体管Q1的源极与第二场效应晶体管Q2的漏极之间的节点，第一变压器T2的副边绕组包括第一线圈和第二线圈，第一线圈通过第一整流单元2042连接至第一输出电路208，第二线圈通过第二整流单元2044连接至第二输出电路210；谐振电容Cr的一端与第二场效应晶体管Q2的源极共同接地，谐振电容Cr的另一端连接至第一变压器T2的原边绕组的另一端，通过控制第一场效应晶体管Q1和第二场效应晶体管Q2的交替导通，使谐振电容Cr与第一变压器T2的励磁电感、谐振电感产生谐振，使能量通过变压器传递到次级。
次边感应出的电流通过第一整流单元2042进入第一输出电路208，以及通过第二整流单元2044进入第二输出电路210，这样，可以充分利用所感应出的能量，释放到负载上，且得到的都是正压，便于电流的检测和电路的保护。
隔离驱动电路206大致包括第二变压器T1和控制器IC1，其中，第二变压器T1的原边绕组连接至控制器IC1，第二变压器T1的副边绕组包括第三线圈和第四线圈，第三线圈的一端和第四线圈的一端分别连接至第一场效应晶体管Q1和第二场效应晶体管Q2的栅极，第三线圈的另一端和第四线圈的另一端分别连接至第一场效应晶体管Q1和第二场效应晶体管Q2的源极；控制器IC1向第二变压器T1的原边绕组输出驱动信号，第二变压器T1根据驱动信号调整第一场效应晶体管Q1和第二场效应晶体管Q2的驱动信号频率。
由此可见，本发明利用次级电路控制初级谐振电路直接给第二负载供电，由原来的原边LLC驱动芯片加负边BOOST驱动芯片替换为控制器通过变压器耦合控制LLC直接驱动第二负载，将驱动电路进行简化设计，减少了生产成本；同时，由于只有一级LLC电路（谐振控制电路204），大大提升了整个电路的转换效率。
从图3中看出，谐振控制电路204还包括平衡电容Cb，串联在第一变压器T2的第二线圈与第二整流单元2044之间，在第二输出电路210输出至少两路第二直流至第二负载时，使该至少两路第二直流的大小相等。
在图3所示的原理图中，第二输出电路210输出了两路第二直流，在此，本领域内的技术人员应理解，还可以输出更多路第二直流或一路第二直流。
又如图2所示，为了进一步稳定供电电压，该供电电路还可以包括：第一检测单元214和第二检测单元212，第一检测单元214连接至第一输出电路208，检测第一输出电路208的第一电压并将第一电压传输至控制器IC1，第二检测单元212连接至第二输出电路210的负载的负端，检测负端的第二电压并将所述第二电压传输至所述控制器IC1；所述控制器IC1根据所述第一电压和所述第二电压调节输出至第二变压器T1的驱动信号。在图3所示的实施例中，第一检测单元214包括电阻RVL，第二检测单元212包括电阻Rsense。
如图4所示，由于整合了两种负载供电，因此具有双控制环路（LED电流控制环路和电压控制环路），为了协调该双控制环路，利用控制器IC1中的切换电路来协调控制双控制环路的工作，IFB信号即采集的第二输出电路210的电压信号其主导作用，根据两个环路来最终确定控制的频率并以此为依据输出驱动信号，实现两个负载的正常运行。
切换电路接收第一检测单元214检测出的第一电压和第二检测单元212检测出的第二电压，在第二电压小于门限电压值时，切换电路比较第一电压和基准电压输出驱动信号；在第二电压大于等于门限电压值时，比较第一电压和第二电压的大小，根据比较结果输出驱动信号。
具体的，如图5所示，控制器IC1中的切换电路500包括第三场效应晶体管502和比较器504，其中，第三场效应晶体管502的栅极接收第二电压，第三场效应晶体管502的漏极连接至比较器504的电压取样反相输入端，第三场效应晶体管502的源极连接至比较器504的电压取样同相输入端；比较器504的电压取样同相输入端连接至第三场效应晶体管502和基准信号源，比较器504的电压取样反相输入端接收所述第一电压，比较器504的输出端连接至第二变压器T1。
根据本发明的液晶电视，包括上面所描述的任一实施例中的供电电路。供电电路中的第一输出电路208可连接至液晶电视的主板，为主板供电，供电电路中的第二输出电路210可连接至液晶电视的LED背光源，为LED背光源供电。该液晶电视具有与上述供电电路相同的技术效果，可整合主板供电和背光源驱动。
下面参考图6至图13来说明本发明的双环路控制效果。在图6中，LED背光源发生空载，即不亮，在图7中，LED背光源正常发亮。4为LED背光源的工作波形，2为主板的理想工作波形（理想供电电压为12V），3为主板的实际工作波形。对比图6和图7，可发现在LED背光源空载时，可调整主板的上电情况。在图8至图10中，6为LED背光源的电流波形，5为主板的电压波形，对比图8、图9和图10可发现，LED背光源在非调光状态下，主板的电压基本不变。在图11至图13中，7为LED背光源的电流波形，8为主板的电压波形，图11至图13分别显示了依次调节LED背光源的电流波形（占空比从90%调节至10%），但主板的电压波形并未发生明显变化，因此LED背光源在调光状态下，主板的电压基本不变。综上，根据本发明的供电电路可以实现主板的恒压供电以及LED背光源的恒流供电。
应理解，上述供电电路还可应用于其他电子设备，例如冰箱、空调和计算设备。
以上结合附图详细说明了根据本发明的技术方案，利用次级电路控制初级LLC电路实现大功率ＬＥＤ背光源的驱动，并通过双环路反馈控制整合了主板供电，同时实现了主板供电和背光驱动。
由于利用次级电路驱动控制初级LLC谐振电路然后直接给灯条供电，并通过双环路设计整合了主板供电，将原来的原边LLC驱动芯片加负边BOOST驱动芯片替换为一个控制器芯片通过变压器耦合控制LLC直接驱动LED灯条，并通过双环路设计整合了主板供电，因此简化了原有的电路***，从而降低了成本。同时，由于只有一级LLC电路，大大提升了整个电路的转换效率，降低了电磁干扰（EMI，ElectroMagnetic Interference）。
在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种供电电路，其特征在于，包括：谐振控制电路、隔离驱动电路、第一输出电路和第二输出电路，其中，
所述谐振控制电路接收来自外部的第一直流和来自所述隔离驱动电路的驱动信号，根据所述驱动信号和所述第一直流分别向所述第一输出电路和所述第二输出电路输出第二直流；
所述隔离驱动电路连接至所述谐振控制电路，用于向所述谐振控制电路输出所述驱动信号；
所述谐振控制电路包括第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第一变压器、谐振电容、第一整流单元和第二整流单元，其中，
所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管的栅极均连接至所述隔离驱动电路的输出端，所述第一场效应晶体管的漏极连接至所述外部的输出端，所述第二场效应晶体管的漏极连接至所述第一场效应晶体管的源极，所述第二场效应晶体管的源极接地；
所述第一变压器的原边绕组的一端连接至所述第一场效应晶体管的源极与所述第二场效应晶体管的漏极之间的节点，所述第一变压器的副边绕组包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈通过第一整流单元连接至所述第一输出电路，所述第二线圈通过第二整流单元连接至所述第二输出电路；
所述谐振电容的一端与所述第二场效应晶体管的源极共同接地，所述谐振电容的另一端连接至所述第一变压器的原边绕组的另一端，通过控制所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管的交替导通，使所述谐振电容与所述第一变压器的励磁电感、谐振电感产生谐振；
所述隔离驱动电路包括第二变压器和控制器，其中，
所述第二变压器的原边绕组连接至所述控制器，所述第二变压器的副边绕组包括第三线圈和第四线圈，所述第三线圈的一端和所述第四线圈的一端分别连接至所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管的栅极，所述第三线圈的另一端和所述第四线圈的另一端分别连接至所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管的源极；
所述控制器向所述第二变压器的原边绕组输出所述驱动信号，所述第二变压器根据所述驱动信号调整所述第一场效应晶体管和所述第二场效应晶体管的驱动指令的频率；
所述供电电路，还包括：第一检测单元和第二检测单元，所述第一检测单元连接至所述第一输出电路，检测所述第一输出电路的第一电压并将所述第一电压传输至所述控制器，所述第二检测单元连接至所述第二输出电路的负载的负端，检测所述负端的第二电压并将所述第二电压传输至所述控制器；
所述控制器根据所述第一电压和所述第二电压调节输出至所述第二变压器的驱动信号；
所述控制器包括切换电路，接收所述第一电压和所述第二电压，在所述第二电压小于门限电压值时，所述切换电路比较所述第一电压和基准电压输出所述驱动信号，在所述第二电压大于等于所述门限电压值时，根据所述第一电压和所述第二电压输出所述驱动信号。
2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第一检测单元和第二检测单元均包括电阻。
3.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述切换电路包括第三场效应晶体管和比较器，其中，所述第三场效应晶体管的栅极接收所述第二电压，所述第三场效应晶体管的漏极连接至所述比较器的电压取样反相输入端，所述第三场效应晶体管的源极连接至所述比较器的电压取样同相输入端；
所述比较器的电压取样同相输入端连接至所述第三场效应晶体管和基准信号源，所述比较器的电压取样反相输入端接收所述第一电压，所述比较器的输出端连接至所述第二变压器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的供电电路，其特征在于，所述谐振控制电路还包括平衡电容，串联在所述第一变压器的第二线圈与所述第二整流单元之间，在所述第二输出电路输出至少两路第二直流至负载时，使所述至少两路第二直流的大小相等。
5.一种液晶电视，其特征在于，包括如权利要求1至4中任一项所述的供电电路。
6.根据权利要求5所述的液晶电视，其特征在于，所述供电电路中的第一输出电路连接至所述液晶电视的主板，为所述主板供电，所述供电电路中的第二输出电路连接至所述液晶电视的LED背光源，为所述LED背光源供电。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 266555 Qingdao economic and Technological Development Zone, Shandong, Hong Kong Road, No. 218 Patentee after: Hisense Visual Technology Co., Ltd. Address before: 266555 Qingdao economic and Technological Development Zone, Shandong, Hong Kong Road, No. 218 Patentee before: QINGDAO HISENSE ELECTRONICS Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |