專利名稱：供電電路和液晶電視的制作方法
技術領域：
本發明涉及顯示技術領域，具體而言，涉及供電電路和具有該供電電路的液晶電視。
背景技術：
LED作為液晶電視的背光源，在中大尺寸的液晶電視上至少有兩路甚至更多燈條。電源驅動方式為一路升壓電路驅動一路LED燈條，通過取樣每路燈條的電流實現各路燈條電流相等，以滿足電視畫面顯示要求。多路燈條一般為低壓24V輸入，采用此種方式一般需要較多芯片和外圍元器件，成本較高。因此，增加每路燈條LED燈的數量，減少燈條數量，是當前LED液晶電視背光的趨勢。當前，42寸、46寸LED液晶電視有兩路或者更多路燈條，采用的供電架構及驅動方式如圖1A和圖1B所7]^。圖1A為電源供電部分，由PFC電源106、半橋諧振控制芯片102、LLC諧振控制及能量傳遞電路104構成，通過開關變壓器Tl產生12V和100V的電壓輸出，用以給次級供電。該電源供電部分需要半橋諧振控制芯片102及其外圍電路，器件較多。圖1B為驅動電路部分，用驅動芯片110控制，圖1B中僅顯示了一個驅動芯片110控制的兩路，四路燈條或者多路燈條用同樣的驅動控制電路控制相同的燈條數。每路燈條都使用Boost升壓電路108進行升壓的拓撲方式，該Boost升壓電路108需要一個升壓MOS管(V3或V5)和一顆調光MOS管(V4或V6)，并且每路輸出都需要電解電容(C5或C6)以滿足LED正常工作。因此，該 驅動電路部分需要專門的驅動芯片配合Boost拓撲外圍電路，器件較多。因此，需要一種簡化的供電電路，減少元器件的設置，進而降低生產成本。
發明內容
考慮到上述背景技術，本發明的發明目的是提供一種供電電路，可簡化電路架構，降低生產成本。有鑒于此，根據本發明的一個方面，提供了一種供電電路，包括諧振控制電路、隔離驅動電路、第一輸出電路和第二輸出電路，其中，所述諧振控制電路接收來自外部的第一直流和來自所述隔離驅動電路的驅動信號，根據所述驅動信號和所述第一直流分別向所述第一輸出電路和所述第二輸出電路輸出第二直流；所述隔離驅動電路連接至所述諧振控制電路，用于向所述諧振控制電路輸出所述驅動信號。由于利用次級電路驅動控制初級LLC諧振控制電路，然后通過第一輸出電路直接給第一負載供電，并通過雙環路設計整合了第二負載(由第二輸出電路驅動)的驅動電路，由原來的原邊LLC驅動芯片加負邊BOOST驅動芯片替換為一個隔離驅動電路控制LLC直接驅動第一負載，簡化了原有的電路系統，降低了生產成本。根據本發明的另一方面，提供了一種液晶電視，包括如上述技術方案中所述的供電電路。該液晶電視具有與上述供電電路相同的技術效果，可整合主板供電和背光源驅動。
圖1A示出了相關技術中供電電路的供電電路部分的示意圖；圖1B示出了相關技術中供電電路的驅動電路部分的示意圖；圖2示出了根據本發明的實施例的供電電路的框圖；圖3示出了根據本發明的實施例的供電電路的原理圖；圖4示出了根據本發明的實施例的切換電路的原理圖；圖5示出了根據本發明的實施例的切換電路的示意圖；圖6示出了根據本發明的實施例的LED背光源在空載情況下的兩個控制環路的工作波形示意圖；圖7示出了根據本發明的實施例的LED背光源在工作情況下的兩個控制環路的工作波形示意圖；圖8至圖10示出了根據本發明的實施例的在非調光狀態下各參數的波形圖；圖11至圖13示出了根據本發明的實施例的在調光狀態下各參數的波形圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特征和優點，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是，本發明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發明并不限于下面公開的具體實施例的限制。圖2示出了根據本發明的實施例的供電電路的框圖。如圖2所示，根據本發明的實施例的供電電路200包括諧振控制電路204、隔離驅動電路206、第一輸出電路208和第二輸出電路210，其中，諧振控制電路204接收來自外部(例如圖2中的整流濾波電路)的第一直流和來自隔離驅動電路206的驅動信號，根據驅動信號和所述第一直流分別向第一輸出電路208和第二輸出電路210輸出第二直流；隔離驅動電路206連接至諧振控制電路204，用于向諧振控制電路204輸出所述驅動信號。由于利用次級電路驅動控制初級LLC諧振控制電路，然后通過第一輸出電路直接給第一負載供電，并通過雙環路設計整合了第二負載的供電電路，由原來的原邊LLC驅動芯片加負邊BOOST驅動芯片替換為一個隔離驅動電路控制LLC直接驅動第一負載，簡化了原有的電路系統，降低了生產成本。接著參考圖3，圖3示出了詳細的供電電路的原理圖，從圖中可知，諧振控制電路204大致可以包括第一場效應晶體管Q1、第二場效應晶體管Q2、第一變壓器T2、諧振電容Cr、第一整流單元2042和第二整流單元2044，其中，第一場效應晶體管Ql和第二場效應晶體管Q2的柵極均連接至隔離驅動電路206的輸出端，第一場效應晶體管Ql的漏極連接至外部的輸出端，在本實施例中，該外部輸出的直流為整流濾波電路輸出的經過功率因數校正的直流。
第二場效應晶體管Q2的漏極連接至第一場效應晶體管Ql的源極，第二場效應晶體管Q2的源極接地；第一變壓器T2的原邊繞組的一端連接至第一場效應晶體管Ql的源極與第二場效應晶體管Q2的漏極之間的節點，第一變壓器T2的副邊繞組包括第一線圈和第二線圈，第一線圈通過第一整流單元2042連接至第一輸出電路208，第二線圈通過第二整流單元2044連接至第二輸出電路210 ;諧振電容Cr的一端與第二場效應晶體管Q2的源極共同接地，諧振電容Cr的另一端連接至第一變壓器T2的原邊繞組的另一端，通過控制第一場效應晶體管Ql和第二場效應晶體管Q2的交替導通，使諧振電容Cr與第一變壓器T2的勵磁電感、諧振電感產生諧振，使能量通過變壓器傳遞到次級。次邊感應出的電流通過第一整流單元2042進入第一輸出電路208，以及通過第二整流單元2044進入第二輸出電路210，這樣，可以充分利用所感應出的能量，釋放到負載上，且得到的都是正壓，便于電流的檢測和電路的保護。隔離驅動電路206大致包括第二變壓器Tl和控制器IC1，其中，第二變壓器Tl的原邊繞組連接至控制器IC1，第二變壓器Tl的副邊繞組包括第三線圈和第四線圈，第三線圈的一端和第四線圈的一端分別連接至第一場效應晶體管Ql和第二場效應晶體管Q2的柵極，第三線圈的另一端和第四線圈的另一端分別連接至第一場效應晶體管Ql和第二場效應晶體管Q2的源極；控制器ICl向第二變壓器Tl的原邊繞組輸出驅動信號，第二變壓器Tl根據驅動信號調整第一場效應晶體管Ql和第二場效應晶體管Q2的驅動信號頻率。由此可見，本發明利用次級電路控制初級諧振電路直接給第二負載供電，由原來的原邊LLC驅動芯片加負邊BOOST驅動芯片替換為控制器通過變壓器耦合控制LLC直接驅動第二負載，將驅動電路進行簡化設計，減少了生產成本；同時，由于只有一級LLC電路(諧振控制電路204 )，大大提升了整個電路的轉換效率。從圖3中看出，諧振控制電路204還包括平衡電容Cb，串聯在第一變壓器T2的第二線圈與第二整流單元2044之間，在第二輸出電路210輸出至少兩路第二直流至第二負載時，使該至少兩路第二直流的大小相等。在圖3所示的原理圖中，第二輸出電路210輸出了兩路第二直流，在此，本領域內的技術人員應理解，還可以輸出更多路第二直流或一路第二直流。又如圖2所示，為了進一步穩定供電電壓，該供電電路還可以包括第一檢測單元214和第二檢測單元212，第一檢測單元214連接至第一輸出電路208，檢測第一輸出電路208的第一電壓并將第一電壓傳輸至控制器IC1，第二檢測單元212連接至第二輸出電路210的負載的負端，檢測負端的第二電壓并將所述第二電壓傳輸至所述控制器ICl ;所述控制器ICI根據所述第一電壓和所述第二電壓調節輸出至第二變壓器Tl的驅動信號。在圖3所示的實施例中，第一檢測單元214包括電阻RVL,第二檢測單元212包括電阻Rsense。如圖4所示，由于整合了兩種負載供電，因此具有雙控制環路(LED電流控制環路和電壓控制環路)，為了協調該雙控制環路，利用控制器ICl中的切換電路來協調控制雙控制環路的工作，IFB信號即采集的第二輸出電路210的電壓信號其主導作用，根據兩個環路來最終確定控制的頻率并以此為依據輸出驅動信號，實現兩個負載的正常運行。切換電路接收第一檢測單元214檢測出的第一電壓和第二檢測單元212檢測出的第二電壓，在第二電壓小于門限電壓值時，切換電路比較第一電壓和基準電壓輸出驅動信號；在第二電壓大于等于門限電壓值時，比較第一電壓和第二電壓的大小，根據比較結果輸出驅動信號。具體的，如圖5所示，控制器ICl中的切換電路500包括第三場效應晶體管502和比較器504，其中，第三場效應晶體管502的柵極接收第二電壓，第三場效應晶體管502的漏極連接至比較器504的電壓取樣反相輸入端，第三場效應晶體管502的源極連接至比較器504的電壓取樣同相輸入端；比較器504的電壓取樣同相輸入端連接至第三場效應晶體管502和基準信號源，比較器504的電壓取樣反相輸入端接收所述第一電壓，比較器504的輸出端連接至第二變壓器Tl。根據本發明的液晶電視，包括上面所描述的任一實施例中的供電電路。供電電路中的第一輸出電路208可連接至液晶電視的主板，為主板供電，供電電路中的第二輸出電路210可連接至液晶電視的LED背光源，為LED背光源供電。該液晶電視具有與上述供電電路相同的技術效果，可整合主板供電和背光源驅動。下面參考圖6至圖13來說明本發明的雙環路控制效果。在圖6中，LED背光源發生空載，即不亮，在圖7中，LED背光源正常發亮。4為LED背光源的工作波形，2為主板的理想工作波形(理想供電電壓為12V)，3為主板的實際工作波形。對比圖6和圖7，可發現在LED背光源空載時，可調整主板的上電情況。在圖8至圖10中，6為LED背光源的電流波形，5為主板的電壓波形，對比圖8、圖9和圖10可發現，LED背光源在非調光狀態下，主板的電壓基本不變。在圖11至圖13中，7為LED背光源的電流波形，8為主板的電壓波形，圖11至圖13分別顯示了依次調節LED背光源的電流波形(占空比從90%調節至10%)，但主板的電壓波形并未發生明顯變化，因此LED背光源在調光狀態下，主板的電壓基本不變。綜上，根據本發明的供電電路可以實現主板的恒壓供電以及LED背光源的恒流供電。應理解，上述供電電路還可應用于其他電子設備，例如冰箱、空調和計算設備。以上結合附圖詳細說明了根據本發明的技術方案，利用次級電路控制初級LLC電路實現大功率L E D背光源的驅動，并通過雙環路反饋控制整合了主板供電，同時實現了主板供電和背光驅動。由于利用次級電路驅動控制初級LLC諧振電路然后直接給燈條供電，并通過雙環路設計整合了主板供電，將原來的原邊LLC驅動芯片加負邊BOOST驅動芯片替換為一個控制器芯片通過變壓器耦合控制LLC直接驅動LED燈條，并通過雙環路設計整合了主板供電，因此簡化了原有的電路系統，從而降低了成本。同時，由于只有一級LLC電路，大大提升了整個電路的轉換效率，降低了電磁干擾(EMI, Electro Magnetic Interference)。在本發明中，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。術語“多個”指兩個或兩個以上，除非另有明確的限定。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種供電電路，其特征在于，包括諧振控制電路、隔離驅動電路、第一輸出電路和第二輸出電路，其中，所述諧振控制電路接收來自外部的第一直流和來自所述隔離驅動電路的驅動信號，根據所述驅動信號和所述第一直流分別向所述第一輸出電路和所述第二輸出電路輸出第二直流；所述隔離驅動電路連接至所述諧振控制電路，用于向所述諧振控制電路輸出所述驅動信號。
2.根據權利要求1所述的供電電路，其特征在于，所述諧振控制電路包括第一場效應晶體管、第二場效應晶體管、第一變壓器、諧振電容、第一整流單元和第二整流單元，其中，所述第一場效應晶體管和所述第二場效應晶體管的柵極均連接至所述隔離驅動電路的輸出端，所述第一場效應晶體管的漏極連接至所述外部的輸出端，所述第二場效應晶體管的漏極連接至所述第一場效應晶體管的源極，所述第二場效應晶體管的源極接地；所述第一變壓器的原邊繞組的一端連接至所述第一場效應晶體管的源極與所述第二場效應晶體管的漏極之間的節點，所述第一變壓器的副邊繞組包括第一線圈和第二線圈，所述第一線圈通過第一整流單元連接至所述第一輸出電路，所述第二線圈通過第二整流單元連接至所述第二輸出電路；所述諧振電容的一端與所述第二場效應晶體管的源極共同接地，所述諧振電容的另一端連接至所述第一變壓器的原邊繞組的另一端，通過控制所述第一場效應晶體管和所述第二場效應晶體管的交替導通，使所述諧振電容與所述第一變壓器的勵磁電感、諧振電感產生諧振。
3.根據權利要求2所述的供電電路，其特征在于，所述隔離驅動電路包括第二變壓器和控制器，其中，所述第二變壓器的原邊繞組連接至所述控制器，所述第二變壓器的副邊繞組包括第三線圈和第四線圈，所述第三線圈的一端和所述第四線圈的一端分別連接至所述第一場效應晶體管和所述第二場效應晶體管的柵極，所述第三線圈的另一端和所述第四線圈的另一端分別連接至所述第一場效應晶體管和所述第二場效應晶體管的源極；所述控制器向所述第二變壓器的原邊繞組輸出所述驅動信號，所述第二變壓器根據所述驅動信號調整所述第一場效應晶體管和所述第二場效應晶體管的驅動信號頻率。
4.根據權利要求3所述的供電電路，其特征在于，還包括第一檢測單元和第二檢測單元，所述第一檢測單元連接至所述第一輸出電路，檢測所述第一輸出電路的第一電壓并將所述第一電壓傳輸至所述控制器，所述第二檢測單元連接至所述第二輸出電路的負載的負端，檢測所述負端的第二電壓并將所述第二電壓傳輸至所述控制器；所述控制器根據所述第一電壓和所述第二電壓調節輸出至所述第二變壓器的驅動信號。
5.根據權利要求3所述的供電電路，其特征在于，所述第一檢測單元和第二檢測單元均包括電阻。
6.根據權利要求4所述的供電電路，其特征在于，所述控制器包括切換電路，接收所述第一電壓和所述第二電壓，在所述第二電壓小于門限電壓值時，所述切換電路比較所述第一電壓和基準電壓輸出所述驅動信號，在所述第二電壓大于等于所述門限電壓值時，根據所述第一電壓和所述第二電壓輸出所述驅動信號。
7.根據權利要求6所述的供電電路，其特征在于，所述切換電路包括第三場效應晶體管和比較器，其中，所述第三場效應晶體管的柵極接收所述第二電壓，所述第三場效應晶體管的漏極連接至所述比較器的電壓取樣反相輸入端，所述第三場效應晶體管的源極連接至所述比較器的電壓取樣同相輸入端；所述比較器的電壓取樣同相輸入端連接至所述第三場效應晶體管和基準信號源，所述比較器的電壓取樣反相輸入端接收所述第一電壓，所述比較器的輸出端連接至所述第二變壓器。
8.根據權利要求2至7中任一項所述的供電電路，其特征在于，所述諧振控制電路還包括平衡電容，串聯在所述第一變壓器的第二線圈與所述第二整流單元之間，在所述第二輸出電路輸出至少兩路第二直流至負載時，使所述至少兩路第二直流的大小相等。
9.一種液晶電視，其特征在于，包括如權利要求1至8中任一項所述的供電電路。
10.根據權利要求9所述的液晶電視，其特征在于，所述供電電路中的第一輸出電路連接至所述液晶電視的主板，為所述主板供電，所述供電電路中的第二輸出電路連接至所述液晶電視的LED背光源，為所述LED背光源供電。
全文摘要
本發明提供了一種供電電路，包括諧振控制電路、隔離驅動電路、第一輸出電路和第二輸出電路，其中，諧振控制電路接收來自外部的第一直流和來自隔離驅動電路的驅動信號，根據驅動信號和第一直流分別向第一輸出電路和第二輸出電路輸出第二直流；隔離驅動電路連接至諧振控制電路，用于向諧振控制電路輸出驅動信號。本發明還提供了一種液晶電視。根據本發明的技術方案，利用次級電路控制初級諧振電路，實現大功率LED背光源的驅動，并通過雙環路反饋控制整合了主板供電。
文檔編號H02M3/335GK103051195SQ20131000662
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月9日 優先權日2012年11月19日
發明者豐明剛, 遲洪波 申請人:青島海信電器股份有限公司