CN103259992B - 待机电源电路及待机方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种待机电源电路，至少由整流滤波电路、PFC电路和开关变换电路构成，整流滤波电路用于将输入电压进行整流和滤波，并输送到PFC电路；PFC电路用于向开关变换电路提供输入电压；开关变换电路用于依据脉动信号将输入电压通过变压器转换成所需的不同电压输出，开关变换电路中辅助绕组感应生成的电压作为工作电压输送到开关变换电路和PFC驱动电路，以使所述的开关变换电路生成待机电压或主工作电压。本发明通过在开关变换电路变压器中加设辅助绕组，以此提供给开关变换电路自身一个工作电压；在整机工作和待机过程中，加设过零检测电路对辅助绕组实时检测获取过零电压信号发送到开关变换电路中，保证开关变换电路持续处于工作状态。

Description

待机电源电路及待机方法

技术领域

本发明涉及一种待机电源电路及待机方法。

背景技术

传统的大尺寸液晶电视电源，因为整机功率较大（大于75W）的原因，必须使用专用的PFC控制芯片以提高PF值和保证谐波因数，LLC电路提供给主板和LED驱动电路所需的电压。整个电源为整机供电，LLC芯片和变压器以及外围器件构成LLC电路，用来把一次侧的电源经隔离变化后为二次供电。

同时为了降低待机功耗（低于0.5W），需要专用的待机电源。此待机电源一方面在整机待机时给主板提供待机所需的0.5W的小功率，一方面在整机启动工作后，为PFC和LLC提供偏置电压，但此待机电源导致整机电源效率低，系统成本较高。如图1所示为现有技术中待机电路的架构图。

如图2所示，现有的电视机待机电源电路分为开关电源电路和LED驱动电路两大部分，其中开关电源电路可分为300V形成电路、待机电源电路、PFC开关电路以及LLC开关电路，其中；

300V形成电路将220V交流市电整流得到300V电源，送到待机电源电路和PFC开关电路中，待机电源电路输出5v-s待机电源供主板CPU工作，同时输出20V左右的VCC电压，给PFC开关电路和LLC开关电路提供工作电压。PFC开关电路输出380V的PFC电压，送到LLC开关电路中。LLC开关电路通过MOS管V830和V840，以及变压器T831的作用后进而输出84V和12V两路电压，分别供LED驱动电路及主板电路使用，LED驱动电路输出可点亮LED灯条所需的电压。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种待机电源电路及待机方法，提供一种电路简单，成本较低的待机方案。

为达到上述目的，本发明所述一种待机电源电路，至少由整流滤波电路、PFC电路和开关变换电路构成，所述整流滤波电路用于将输入电压进行整流和滤波，并输送到PFC电路；所述PFC电路用于向开关变换电路提供输入电压；开关变换电路用于依据脉动信号将输入电压通过变压器转换成所需的不同电压输出，

所述开关变换电路中辅助绕组感应生成的电压作为工作电压输送到开关变换电路和PFC驱动电路，以使所述的开关变换电路生成待机电压或主工作电压。

优选地，所述开关变换电路用于依据脉动信号将输入电压通过变压器转换成所需的不同电压输出，在所述变压器内设有辅助绕组，该线圈用于感应生出提供给开关变换电路工作的电压并输出给开关变换电路。

优选地，还包括一启动电路，用于将输入电压转换成开关变换电路的启动电压并输出给开关变换电路以启动。

优选地，所述开关变换电路为LLC开关电路。

优选地，所述LLC开关电路由LLC驱动电路、MOS半桥电路、LLC变压器构成，用于依据脉动信号将输入电压通过LLC变压器转换成所需的不同电压输出，所述的辅助绕组置于LLC变压器中，还包括，

启动电路，用于将输入电压转换成LLC驱动电路的启动电压并输出给LLC驱动电路用于启动；

过零检测电路，用于检测辅助绕组上的过零电压信号并生成脉动信号输送给LLC驱动电路用于控制MOS半桥电路的开通；

偏置电压电路，用于将辅助绕组感应生成的电压作为工作电压输送到LLC驱动电路和PFC驱动电路。

优选地，所述启动电路至少由一恒流源和一电容构成，所述恒流源的一端连接输入电压，另一端与所述电容的一端连接，所述电容的另一端接地，以使电容两端形成LLC驱动电路所需的启动电压并输送给所述LLC驱动电路。

优选地，所述启动电路至少由一电阻和一电容构成，所述电阻的一端连接输入电压，另一端接地，以使电容两端形成LLC驱动电路所需的启动电压并输送给所述LLC驱动电路。

为达到上述目的，本发明所述一种待机方法，包括所述的待机电源电路，包括以下步骤：

由所述的启动电路生成并输出使开关变换电路启动的工作电压，开关变换电路依据脉动信号将输入电压通过变压器转换成所需的不同电压输出；

再由变压器内的辅助绕组获得感应电压提供给开关变换电路持续工作的电压并输出给开关变换电路。

优选地，所述的脉动信号是通过一过零检测电路检测辅助绕组生出过零电压信号生成的，并输送给开关变换电路。

优选地，在待机状态下，输出负载降低，系统增益频率实际值大于系统增益频率预设值，开关变换电路进入跳频模式。

本发明的有益效果为：

本发明通过对开关变换电路的改进，替代原有电源电路中的待机电源，做到了电路简单，成本较低。在开关变换电路变压器中加设辅助绕组，以此提供给开关变换电路自身一个工作电压；在整机工作和待机过程中，加设过零检测电路对辅助绕组实时检测获取过零电压信号发送到开关变换电路中，保证开关变换电路持续处于工作状态，保证了高效性和可靠性。

附图说明

图1是本发明现有技术待机电路的架构图；

图2是本发明现有技术待机电路的电路图；

图3是本发明实施例待机电路的架构图；

图4是本发明实施例1所述的电路原理图；

图5是本发明实施例3所述的电路示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

本发明实施例所述一种待机电源电路，至少由整流滤波电路、PFC电路和开关变换电路构成，所述整流滤波电路用于将输入电压进行整流和滤波，并输送到PFC电路；所述PFC电路用于向开关变换电路提供输入电压；开关变换电路用于依据脉动信号将输入电压通过变压器转换成所需的不同电压输出，

所述开关变换电路中辅助绕组感应生成的电压作为工作电压输送到开关变换电路和PFC驱动电路，以使所述的开关变换电路生成待机电压或主工作电压。

进一步的，所述开关变换电路用于依据脉动信号将输入电压通过变压器转换成所需的不同电压输出，另外，在所述变压器内设有辅助绕组，该辅助绕组用于获得感应生出提供给开关变换电路工作的电压并输出给开关变换电路。而对于经变压器转换成的不同电压，一方面可提供给LED驱动电路，以此输送给LED灯进行点亮。另一方便可为主板（可以待机）提供工作电压。所述开关变换电路在启动时，还需一启动电路，用于将输入电压转换成开关变换电路的启动电压并输出给开关变换电路以启动。

所述开关变换电路有很多不同的电路形式，以这些不同的电路形式采用本发明方案中的设计结构可达到一种结构简单，成本较低的待机电源电路。在这里，以LLC开关电路为具体实施例进行解释说明，如图3所示为本发明以LLC开关电路为例的一种架构图，在该图中，与图1相比较，去除了单独设计的待机电源，通过LLC开关电路来实现待机电源的待机功能。

实施例1，如图4所示：

所述LLC开关电路由LLC驱动电路、MOS半桥电路、LLC变压器构成，用于依据脉动信号将输入电压通过LLC变压器转换成所需的不同电压输出，所述的辅助绕组置于LLC变压器中，还包括，

启动电路，用于将输入电压转换成LLC驱动电路的启动电压并输出给LLC驱动电路用于启动；

过零检测电路，用于检测辅助绕组上的过零电压信号并生成脉动信号输送给LLC驱动电路用于控制MOS半桥电路的开通；

偏置电压电路，用于将辅助绕组感应生成的电压作为工作电压输送到LLC驱动电路和PFC驱动电路。

其中，

所述启动电路至少由一恒流源和一电容构成，所述恒流源的一端连接输入电压，另一端与所述电容的一端连接，所述电容的另一端接地，以使电容两端形成LLC驱动电路所需的启动电压并输送给所述LLC驱动电路。

本实施例所述LLC开关电路的工作原理为：

启动阶段：

接入电压后，工频电压经过一个恒流源和一个电容进行启动作用后，输送给LLC驱动电路一个启动电压，以使LLC驱动电路启动，进而向MOS半桥电路的MOS管组合发出控制信号，控制其开通。MOS管开通后，工频电压通过MOS管连入LLC变压器，LLC变压器通过原边主绕组和原边辅助绕组的共同感应下，生出偏置电压VCC，并输送到偏置电压电路，最后由偏置电压电路输送到LLC驱动电路和PFC驱动电路作为工作电压使用。

正常工作阶段：

LLC变压器通过原边主绕组和副边绕组的共同感应下，生出主输入电压，分别提供给LED驱动电路和主板作为工作电压使用，LED驱动电路输入电压点亮LED灯条。在整机工作过程中，过零检测电路实时用于检测辅助绕组生出过零电压信号并输送给LLC驱动电路用于控制MOS半桥电路的开通，保证整机顺利的工作。

待机阶段：

待机时，LLC开关电路输出负载降低，由于系统增益设定的原因，LLC开关电路进入跳频模式。过零检测电路检测辅助绕组生出过零电压信号并输送给LLC驱动电路用于控制MOS半桥电路的开通，保证LLC开关电路继续工作，输出给主板一个稳定的工作电压。

实施例2：

所述LLC开关电路由LLC驱动电路、MOS半桥电路、LLC变压器构成，用于依据脉动信号将输入电压通过LLC变压器转换成所需的不同电压输出，所述的辅助绕组置于LLC变压器中，还包括，

启动电路，用于将输入电压转换成LLC驱动电路的启动电压并输出给LLC驱动电路用于启动；

过零检测电路，用于检测辅助绕组上的过零电压信号并生成脉动信号输送给LLC驱动电路用于控制MOS半桥电路的开通；

偏置电压电路，用于将辅助绕组感应生成的电压作为工作电压输送到LLC驱动电路和PFC驱动电路。

其中，

所述启动电路至少由一高电阻和一电容构成，所述电阻的一端连接输入电压，另一端接地，以使电容两端形成LLC驱动电路所需的启动电压并输送给所述LLC驱动电路。

本实施例所述LLC开关电路的工作原理为：

启动阶段：

接入电压后，工频电压经过一个高电阻和一个电容进行启动作用后，输送给LLC驱动电路一个启动电压，以使LLC驱动电路启动，进而向MOS半桥电路的MOS管组合发出控制信号，控制其开通。MOS管开通后，工频电压通过MOS管连入LLC变压器，LLC变压器通过原边主绕组和原边辅助绕组的共同感应下，生出偏置电压VCC，并输送到偏置电压电路，最后由偏置电压电路输送到LLC驱动电路和PFC驱动电路作为工作电压使用。

正常工作阶段：

LLC变压器通过原边主绕组和副边绕组的共同感应下，生出主输入电压，分别提供给LED驱动电路和主板作为工作电压使用，LED驱动电路输入电压点亮LED灯条。在整机工作过程中，过零检测电路实时用于检测辅助绕组生出过零电压信号并输送给LLC驱动电路用于控制MOS半桥电路的开通，保证整机顺利的工作。

待机阶段：

待机时，LLC开关电路输出负载降低，由于系统增益设定的原因，LLC开关电路进入跳频模式。过零检测电路检测辅助绕组生出过零电压信号并输送给LLC驱动电路用于控制MOS半桥电路的开通，保证LLC开关电路继续工作，输出给主板一个稳定的工作电压。

实施例3：

如图5所示为本发明所述LLC电路的一种具体电路图。

在图中，N1是LLC控制芯片，V1和V2是LLC控制主开关MOS管，D1和D2是MOS管的内部续流二极管，T1是LLC变压器，绕组1-3是其原边主绕组，绕组10-12，6-8是其输出绕组，绕组4-5是辅助绕组用于提供PFC（其组成在图中未示出）和LLC的Vcc电压，芯片ZVS脚是过零信号检测脚。

启动阶段：

接通交流电源后，高压100-300（指经过整流滤波的工频电压）直流电源经芯片N1的HD引脚进入，通过芯片内部的恒流源给芯片GND脚的Vcc电容C4充电，当C4充电到芯片的启动电压时，芯片启动输出开关脉冲，主开关MOSV1，V2交替导通，原边主绕组1-3流过交流电流，辅助绕组4-5感应出交流电压，经整流滤波后给芯片供电，实现芯片的启动和正常工作。

正常工作阶段：

变压器通过原边主绕组和副边绕组的共同感应下，生出主输入电压，分别提供给LED驱动电路和主板作为工作电压使用，LED驱动电路输入电压点亮LED灯条。在整机工作过程中，芯片ZVS脚实时用于检测辅助绕组生出过零电压信号并输送给芯片用于控制MOS半桥电路的开通，保证整机顺利的工作。

待机阶段：

待机时，LLC开关电路输出负载降低，由于系统增益设定的原因，LLC开关电路进入跳频模式。芯片ZVS脚检测辅助绕组生出过零电压信号并输送给芯片用于控制MOS半桥电路的开通，保证LLC开关电路继续工作，输出给主板一个稳定的工作电压。具体为，当主板收到遥控待机信号后输出给电源板待机信号，同时主板或背光系统的负载降低或关断。电源板接收到主板的待机信号后，切断PFC的Vcc供电，此时PFC停止工作，就进入待机状态。此时LLC的负载减轻，自然进入跳频模式，高压直流电源恢复工频整流的电压（220V整流滤波后的310V），LLC靠芯片ZVS脚检测到的过零信号控制MOS的开与关，保证开关依然工作在ZVS模式（是指MOS管在D-S电压为0V时打开，这样开关损耗最低），保证了高效率和可靠性。

为达到上述目的，本发明所述一种液晶显示器或液晶电视，包括一待机电源，所述的待机电源为上述所述的待机电源。

为达到上述目的，本发明所述一种待机方法，包括上述所述的电路，包括以下步骤：

由所述的启动电路生成并输出使开关变换电路启动的工作电压，开关变换电路依据脉动信号将输入电压通过变压器转换成所需的不同电压输出；

再由变压器内的辅助绕组获得感应电压提供给开关变换电路持续工作的电压并输出给开关变换电路。

所述的脉动信号是通过一过零检测电路检测辅助绕组生出过零电压信号生成的，并输送给开关变换电路。

如上述所述，在待机状态下，输出负载降低，系统增益频率实际值大于系统增益频率预设值，开关变换电路进入跳频模式。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种待机电源电路，至少由整流滤波电路、PFC电路和开关变换电路构成，所述整流滤波电路用于将输入电压进行整流和滤波，并输送到PFC电路；所述PFC电路用于向开关变换电路提供输入电压；开关变换电路用于依据脉动信号将输入电压通过变压器转换成所需的不同电压输出，其特征在于，

所述开关变换电路中辅助绕组感应生成的电压作为工作电压输送到开关变换电路和PFC驱动电路，以使所述的开关变换电路生成待机电压或主工作电压；

所述开关变换电路为LLC开关电路，所述LLC开关电路由LLC驱动电路、MOS半桥电路、LLC变压器构成，用于依据脉动信号将输入电压通过LLC变压器转换成所需的不同电压输出，所述的辅助绕组置于LLC变压器中，还包括，

启动电路，用于将输入电压转换成LLC驱动电路的启动电压并输出给LLC驱动电路用于启动；

过零检测电路，用于检测辅助绕组上的过零电压信号并生成脉动信号输送给LLC驱动电路用于控制MOS半桥电路的开通；

偏置电压电路，用于将辅助绕组感应生成的电压作为工作电压输送到LLC驱动电路和PFC驱动电路。

2.根据权利要求1所述的待机电源电路，其特征在于，所述开关变换电路用于依据脉动信号将输入电压通过变压器转换成所需的不同电压输出，在所述变压器内设有辅助绕组，该辅助绕组用于感应生出提供给开关变换电路工作的电压并输出给开关变换电路。

3.根据权利要求2所述的待机电源电路，其特征在于，还包括一启动电路，用于将输入电压转换成开关变换电路的启动电压并输出给开关变换电路以启动。

4.根据权利要求3所述的待机电源电路，其特征在于，所述启动电路至少由一恒流源和一电容构成，所述恒流源的一端连接输入电压，另一端与所述电容的一端连接，所述电容的另一端接地，以使电容两端形成LLC驱动电路所需的启动电压并输送给所述LLC驱动电路。

5.根据权利要求3所述的待机电源电路，其特征在于，所述启动电路至少由一电阻和一电容构成，所述电阻的一端连接输入电压，另一端接地，以使电容两端形成LLC驱动电路所需的启动电压并输送给所述LLC驱动电路。

6.一种待机方法，其特征在于，包括权利要求1-5任一权利要求所述的待机电源电路，其特征在于，包括以下步骤：

由所述的启动电路生成并输出使开关变换电路启动的工作电压，开关变换电路依据脉动信号将输入电压通过变压器转换成所需的不同电压输出；

再由变压器内的辅助绕组获得感应电压提供给开关变换电路持续工作的电压并输出给开关变换电路。

7.根据权利要求6所述的待机方法，其特征在于，所述的脉动信号是通过一过零检测电路检测辅助绕组生出过零电压信号生成的，并输送给开关变换电路。

8.根据权利要求6所述的待机方法，其特征在于，在待机状态下，输出负载降低，系统增益频率实际值大于系统增益频率预设值，开关变换电路进入跳频模式。