CN105813263A - 开关电源和电视机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种开关电源和电视机，其中，开关电源包括整流电路、变压器、恒压控制电路、电源管理电路及恒流控制电路；整流电路的输出端与电源管理电路的电源检测端及变压器的电源输入端连接，变压器的受控端与电源管理电路的控制端连接，变压器的恒压输出绕组经恒压控制电路连接电源管理电路的反馈输入端，变压器的恒流输出绕组经LED负载连接恒流控制电路。本发明技术方案具有成本低的特点。

Description

开关电源和电视机

技术领域

本发明涉及电视机技术领域，特别涉及一种开关电源和电视机。

背景技术

传统开关电源的架构如图1所示，该开关电源只有通过高压电解电容对整流后的电压进行滤波处理才能输出恒压源，恒压源需要经过恒流转换才能得到恒流源。其中的高压电解电容成本较高，导致开关电源的成本增高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种开关电源，旨在降低该开关电源的成本。

为实现上述目的，本发明提出的开关电源包括整流电路、变压器、恒压控制电路、电源管理电路及恒流控制电路；所述整流电路的输出端与所述电源管理电路的电源检测端及所述变压器的电源输入端连接，所述变压器的受控端与所述电源管理电路的控制端连接，所述变压器的恒压输出绕组经所述恒压控制电路连接所述电源管理电路的反馈输入端，所述变压器的恒流输出绕组经LED负载连接所述恒流控制电路；其中，所述电源管理电路，用于根据输入至所述变压器的电源电压大小控制所述变压器的工作状态，以使所述恒压输出绕组输出恒定的电压，所述恒流输出绕组输出恒定的电流；所述恒压控制电路，用于将所述恒压输出绕组输出的电压大小反馈至所述电源管理电路，以使所述电源管理电路控制所述变压器的恒压输出绕组输出恒定的电压；所述恒流控制电路，用于对流经所述LED负载的电流进行控制，以使其大小恒定。

优选地，所述电源管理电路包括开关电路及开关控制电路；所述开关控制电路的检测端为所述电源管理电路的电源检测端，所述开关控制电路的反馈端为所述电源管理电路的反馈输入端，所述开关控制电路的控制端与所述开关电路的受控端连接，所述开关电路的控制端为所述电源管理电路的控制端。

优选地，所述开关控制电路包括控制芯片、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第五电阻、第六电阻及第七电阻；所述控制芯片的关断计时端通过所述第一电容接地，所述控制芯片的关断触发端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端用于输入关断触发信号；所述控制芯片的开关控制端为所述开关控制电路的控制端；所述控制芯片的开启时长设定端经所述第三电阻接地及经所述第二电阻连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端为所述开关控制电路的检测端；所述控制芯片的反馈端依次经所述第六电阻及所述第七电阻接地，所述第六电阻及所述第七电阻的连接结点为所述开关控制电路的反馈端。

优选地，所述开关电路包括第一开关管及第四电阻；所述第一开关管的漏极为所述开关电路的控制端，所述第一开关管的栅极为所述开关电路的受控端，所述第一开关管的源极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地；所述第一开关管与所述第四电阻的连接结点用于输出关断触发信号。

优选地，所述电源管理电路还包括第八电阻及第九电阻；所述控制芯片的过压/欠压保护端、所述第八电阻的第一端及所述第九电阻的第一端互连，所述第九电阻的第二端接地，所述第八电阻的第二端与所述整流电路的输入端连接。

优选地，所述电源管理电路还包括第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二电容、第三电容、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻及第十四电阻；所述第十电阻的第一端与所述电源检测端连接，所述第十电阻的第二端与所述第十一电阻的第一端连接，所述第十一电阻的第二端、所述第一三极管的发射极、所述第二电容的正极及所述控制芯片的电源端互连，所述第二电容的负极接地；所述第一三极管的基极、所述第一二极管的阴极、所述第十四电阻的第一端及所述第十三电阻的第一端互连，所述第一二极管的阳极及所述第十四电阻的第二端接地；所述第一三极管的集电极与所述第十二电阻的第一端连接，所述第十二电阻的第二端、所述第十三电阻的第二端、所述第二二极管的阴极及所述第三电容的正极互连，所述第三电容的负极接地，所述第二二极管的阳极与变压器的辅助绕组连接。

优选地，所述恒压控制电路包括第一稳压调整管、第四电容、光耦、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻及第十八电阻；所述光耦的发射极接地，所述光耦的集电极为所述恒压控制电路的反馈输出端，所述光耦的阴极、所述第四电容的第一端及所述第一稳压调整管的阴极互连，所述第四电容的第二端与所述第十六电阻的第一端连接，所述第十六电阻的第二端、所述第十七电阻的第二端、所述第十八电阻的第一端及所述第一稳压调整管的调整极互连，所述第一稳压调整管的阳极及所述第十八电阻的第二端接地；所述第十七电阻的第一端与所述第十五电阻的第一端连接，所述第十五电阻的第二端与所述光耦的阳极连接，所述第十五电阻及所述第十七电阻的连接结点为所述恒压控制电路的输入端。

优选地，所述恒流控制电路包括基准电压输出单元、恒流控制单元、开关单元及开关控制单元；所述开关单元的受控端与所述开关控制单元的控制端连接，所述开关单元的输入端与所述LED负载连接，所述开关单元的输出端与所述恒流控制单元的控制端连接，所述恒流控制单元的电源端与所述基准电压输出单元的输出端连接。

优选地，，所述恒流控制单元包括第二十九电阻、第三十电阻及n个三极管，n个所述三极管的基极、第三十电阻的第一端及所述第二十九电阻的第一端互连，所述第三十电阻的第二端接地，所述第二十九电阻的第二端用于输入基准电压；各个三极管的集电极互连，其连接结点为所述恒流控制单元的控制端；n个三极管中的每一三极管的发射极分别通过一限流电阻连接到地；其中，n为自然数。

优选地，所述基准电压输出单元具有用于输入控制所述LED负载亮灭的恒流使能信号的输入端，所述基准电压输出单元包括第二三极管、第三三极管、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻及第二十二电阻；所述第十九电阻的第一端用于输入基准电压，所述第十九电阻的第二端与所述第二三极管的发射极连接，所述第二三极管的集电极与所述第二十电阻的第一端连接，所述第二十电阻的第二端为所述基准电压输出单元的输出端；所述第二三极管的基极与所述第二十一电阻的第一端连接，所述第二十一电阻的第二端与所述第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极接地；所述第三三极管的基极与所述第二十二电阻的第一端连接，所述第二十二电阻的第二端为所述基准电压输出单元输入端。

优选地，所述开关单元包括第二开关管，所述第二开关管的漏极为所述开关单元的输入端，所述第二开关管的源极为所述开关单元的输出端，所述第二开关管的栅极为所述开关单元的受控端。

优选地，所述开关控制单元包括第四三极管、第五三极管、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻及第二十六电阻；所述第二十三电阻的第一端用于输入PWM信号，所述第二十三电阻的第二端与所述第四三极管的基极连接，所述第四三极管的集电极、所述第二十四电阻的第一端及所述第五三极管的基极互连，所述第四三极管及所述第五三极管的发射极接地；所述第五三极管的集电极、所述第二十五电阻的第一端及所述第二十六电阻的第一端互连，所述第二十四电阻的第二端及所述第二十五电阻的第二端与所述恒压输出绕组连接，所述第二十六电阻的第二端为所述开关控制单元的控制端。

优选地，所述开关电源还包括校正电路，所述校正电路的输入端与所述恒流控制电路的反馈输出端连接，所述校正电路的输入端与所述恒压控制单元的输入端连接。

优选地，所述校正电路包括第三二极管、第五电容、第二十七电阻及第二十八电阻；所述第二十八电阻的第一端为所述校正电路的输入端，所述第二十八电阻的第二端、所述第五电阻的正极及所述第二十七电阻的第一端互连，所述第五电容的负极接地，所述第二十七电阻的第二端与所述第三二极管的阳极连接，所述第三二极管的阴极为所述校正电路的输出端。

本发明还提出一种电视机，该电视机包括如上所述的开关电源；其中，所述开关电源包括整流电路、变压器、恒压控制电路、电源管理电路及恒流控制电路；所述整流电路的输出端与所述电源管理电路的电源检测端及所述变压器的电源输入端连接，所述变压器的受控端与所述电源管理电路的控制端连接，所述变压器的恒压输出绕组经所述恒压控制电路连接所述电源管理电路的反馈输入端，所述变压器的恒流输出绕组经LED负载连接所述恒流控制电路；所述电源管理电路，用于根据输入至所述变压器的电源电压大小控制所述变压器的工作状态，以使所述恒压输出绕组输出稳定的电压，所述恒流输出绕组输出稳定的电流；所述恒压控制电路，用于将所述恒压输出绕组输出的电压大小反馈至所述电源管理电路，以使所述电源管理电路控制所述变压器的恒压输出绕组输出恒定的电压；所述恒流控制电路，用于对流经所述LED负载的电流进行控制，以使其大小恒定。

本发明技术方案通过采用整流电路对市电电压进行整流处理后直接输送至变压器，并通过电源管理电路根据输入至变压器的电源电压大小控制变压器的工作状态，以使变压器的恒压输出绕组输出稳定的电压，恒流输出绕组输出稳定的电流。由于本发明技术方案无需高压电解电容即可实现开关电源的输出功能，因此，本发明技术方案具有成本低的特点。此外，所述恒压输出绕组输出恒定电压受到所述恒压控制电路控制，所述恒流输出绕组输出恒定电流受到所述恒流控制电路控制，使得开关电源既省去了恒流转换电路又能同时输出互不干扰的恒压源和恒流源，进一步降低了开关电源的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本现有技术中开关电源的电路结构示意图；

图2为本发明开关电源一实施例的功能模块示意图；

图3为本发明开关电源另一实施例的电路结构示意图；

图4为本发明开关电源又一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种开关电源。

参照图2至4，图2为本发明开关电源一实施例的功能模块示意图；图3为本发明开关电源另一实施例的电路结构示意图；图4为本发明开关电源又一实施例的电路结构示意图。

如图2所示，在本发明实施例中，该开关电源包括整流电路10、变压器20、恒压控制电路30、电源管理电路40及恒流控制电路50；所述整流电路10的输出端与所述电源管理电路40的电源检测端及所述变压器20的电源输入端连接，所述变压器20的受控端与所述电源管理电路40的控制端连接，所述变压器20的恒压输出绕组经所述恒压控制电路30连接所述电源管理电路40的反馈输入端，所述变压器20的恒流输出绕组经LED负载60连接所述恒流控制电路50；其中，所述电源管理电路40，用于根据输入至所述变压器20的电源电压大小控制所述变压器20的工作状态，以使所述恒压输出绕组输出稳定的电压，所述恒流输出绕组输出稳定的电流；所述恒压控制电路20，用于将所述恒压输出绕组输出的电压大小反馈至所述电源管理电路40，以使所述电源管理电路40控制所述变压器20的恒压输出绕组输出恒定的电压；所述恒流控制电路50，用于对流经所述LED负载60的电流进行控制，以使其大小恒定。

将开关电源接入市电，整流电路10将市电电压进行整流处理并输出电源电压至变压器20，无需高压电解电容滤波。电源管理电路40检测到输入至变压器20的电源电压大小并向变压器20输出相应的控制信号，使得变压器20的恒压输出绕组输出稳定的电压，变压器20的恒流输出绕组输出稳定的电流。

需要说明的是，电源管理电路40可以通过控制变压器20的输出峰值电流、固定关断时间或者开关占空比等方式来实现开关电源的稳定输出，其具体控制方式此处不做限制。

当恒流控制电路50有恒流使能信号输入时，恒流控制电路50启动。恒流控制电路50对流经LED负载60的电流进行控制，以使其大小恒定。与此同时，恒压控制电路30检测到变压器20的恒压输出绕组输出的电压大小并反馈至电源管理电路40的反馈输入端，以使PFC反激控制电路40对变压器20的工作状态作出相应的调整，使恒压输出绕组L4输出恒定的电压。

当恒流控制电路50无恒流使能信号输入时，恒流控制电路50关断，LED负载60无电流流过，LED负载60灭。与此同时，恒压控制电路30检测到变压器20的恒压输出绕组输出的电压大小并反馈至电源管理电路40的反馈输入端，以使电源管理电路40对变压器20的工作状态作出相应的调整，恒压输出绕组输出恒定的电压。

本发明技术方案通过采用整流电路10对市电电压进行整流处理后直接输送至变压器20，并通过电源管理电路40根据输入至变压器20的电源电压大小控制变压器20的工作状态，以使变压器20的恒压输出绕组输出稳定的电压，恒流输出绕组输出稳定的电流。由于本发明技术方案无需高压电解电容即可实现开关电源的输出功能，因此，本发明技术方案具有成本低的特点。此外，恒压输出绕组L4输出的恒压源受到恒压控制电路30控制，恒流输出绕组输出的恒流源受到恒流控制电路50控制，使得开关电源既省去了恒流转换电路又能同时输出互不干扰的恒压源和恒流源，进一步降低了开关电源的成本。

优选地，所述电源管理电路40包括开关电路(图未示出)及开关控制电路(图未示出)；所述开关控制电路的检测端为所述电源管理电路40的电源检测端，所述开关控制电路的反馈端为所述电源管理电路40的反馈输入端，所述开关控制电路的控制端与所述开关电路的受控端连接，所述开关电路的控制端为所述电源管理电路40的控制端。

具体地，所述开关控制电路包括控制芯片U4、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第五电阻R5、第六电阻R6及第七电阻R7；所述控制芯片U的关断计时端TIME通过所述第一电容C1接地GND，所述控制芯片U4的关断触发端CS与所述第五电阻R5的第一端连接，所述第五电阻R5的第二端用于输入关断触发信号；所述控制芯片U4的开关控制端GATE为所述开关控制电路的控制端；所述控制芯片U4的开启时长设定端MULT经所述第三电阻R3接地GND及经所述第二电阻R2连接所述第一电阻R1的第一端，所述第一电阻R1的第二端为所述开关控制电路的检测端；所述控制芯片U4的反馈端INV依次经所述第六电阻R6及所述第七电阻R7接地GND，所述第六电阻R6及所述第七电阻R7的连接结点为所述开关控制电路的反馈端。所述开关电路包括第一开关管K1及第四电阻R4；所述第一开关管K1的漏极为所述开关电路的控制端，所述第一开关管K1的栅极为所述开关电路的受控端，所述第一开关管K1的源极与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端接地GND；所述第一开关管K1与所述第四电阻R4的连接结点用于输出关断触发信号。

当电源管理电路40的电源检测端有电源电压输入时，控制芯片U4开启。控制芯片U4的开关控制端GATE输出高电平信号至第一开关管K1的栅极，由于此前第一开关管K1的漏极已获得电源电压输入，第一开关管K1导通，电源管理电路40的控制端输出控制变压器20开启的控制信号。与此同时，第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3构成的取样电路将取样后的电压输入至控制芯片U4的开启时长设定端MULT以作为控制芯片U4的关断触发端CS的参考电压，使得第一开关管K1的导通时间随正弦波半波的变化而变化。当正弦波半波的电压低时，第一开关管K1的导通时间长；当正弦波半波电压高时，所述第一开关管K1的导通时间短。省去了高压电解电容，降低了开关电源的成本。

当第一开关管K1的导通时间恰好等于开关控制端GATE输出高电平的时间时，控制芯片U4的开关控制端GATE输出低电平信号至第一开关管K1的栅极，第一开关管K1截止，电源管理电路40的控制端输出控制变压器20停止工作的控制信号。与此同时，第一电容C1通过控制芯片U2的关断计时端TIME充电，在第一电容C1恰好充电完成时，开关控制端GATE再次输出高电平信号至第一开关管K1的栅极，电源管理电路40重复上述运行过程。

可以理解的是，由于控制芯片U4的关断计时端TIME的电压大小固定，第一电容C1的大小也固定，因此，第一电容C1的充电时间固定，开关控制端GATE输出低电平的时间固定，第一开关管K1截止的时间固定，电源管理电路40的控制端输出控制变压器20停止工作的控制信号的时间固定。如此，电源管理电路40实现了对变压器20的固定关断时间控制。

此后，若电源管理电路40的反馈输入端的电压大小发生变化，第六电阻R6及第七电阻R7将该变化的电压信号输送至控制芯片U4的反馈端INV，以使控制芯片U4调整其开关控制端GATE输出高电平的时间，进而调整电源管理电路40的控制端输出控制变压器20开启的控制信号的时间。

优选地，所述电源管理电路40还包括第八电阻R8及第九电阻R9；所述控制芯片U4的过压/欠压保护端BO、所述第八电阻R8的第一端及所述第九电阻R9的第一端互连，所述第九电阻R9的第二端接地GND，所述第八电阻R8的第二端与所述整流电路10的输入端连接。

当电源管理电路40开启时，第八电阻R8与第九电阻R9构成分压取样电路，第九电阻R9取样得的电压输送至控制芯片U4的过压/欠压保护端BO。若第九电阻R9取样得的电压大于过压/欠压保护端BO内部设定的高压阀值或者小于过压/欠压保护端BO内部设定的低压阀值，则控制芯片U4停止工作。

由于输入至开关电源的交流电压的幅度波动范围比较大，因此，在电源管理电路40中增设第八电阻R9和第九电阻R9，可以有效避免输入至开关电源的交流电压过大或者过小给电路带来的不利影响，提高了开关电源的可靠性。

优选地，所述电源管理电路40还包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一三极管Q1、第二电容C2、第三电容C3、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13及第十四电阻R14；所述第十电阻R10的第一端与所述整流电路10的输出端连接，所述第十电阻R10的第二端与所述第十一电阻R11的第一端连接，所述第十一电阻R11的第二端、所述第一三极管Q1的发射极、所述第二电容C2的正极及所述控制芯片U4的电源端VCC互连，所述第二电容C2的负极接地GND；所述第一三极管Q1的基极、所述第一二极管D1的阴极、所述第十四电阻R14的第一端及所述第十三电阻R13的第一端互连，所述第一二极管D1的阳极及所述第十四电阻R14的第二端接地GND；所述第一三极管Q1的集电极与所述第十二电阻R12的第一端连接，所述第十二电阻R12的第二端、所述第十三电阻R13的第二端、所述第二二极管D2的阴极及所述第三电容C3的正极互连，所述第三电容C3的负极接地GND，所述第二二极管D2的阳极与变压器20的辅助绕组L2连接。本实施例中，所述第一二极管D1为稳压二极管，所述第一三极管Q1为NPN型三极管。

当电源管理电路40的电源检测端有电源电压输入时，第二电容C2通过第十电阻R10及第十一电阻R11充电，当第二电容C2所充得的电压达到一定程度时，控制芯片U4的电源端VCC获得启动电压，控制芯片U4启动。而后，第二二极管D2及第三电阻R3将变压器30的辅助绕组L2输出的电压进行整流滤波处理并输出，由第一三极管Q1、第一二极管D1、第十二电阻R12、第十三电阻R13及第十四电阻R14构成的稳压电路将经整流滤波处理后的电源电压进行稳压处理后输送至控制芯片U4的电源端VCC，控制芯片U4的电源端VCC获得稳定的供电电压，控制芯片U4稳定工作。如此，省去了一个用于为控制芯片U4提供工作电压的电源，进一步降低了开关电源的成本。

优选地，所述恒压控制电路30包括第一稳压调整管U1、第四电容C4、光耦U3、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17及第十八电阻R18；所述光耦U3的发射极接地GND，所述光耦U3的集电极为所述恒压控制电路30的反馈输出端，所述光耦U3的阴极、所述第四电容C4的第一端及所述第一稳压调整管U1的阴极互连，所述第四电容C4的第二端与所述第十六电阻R16的第一端连接，所述第十六电阻R16的第二端、所述第十七电阻R17的第二端、所述第十八电阻R18的第一端及所述第一稳压调整管U1的调整极互连，所述第一稳压调整管U1的阳极及所述第十八电阻R18的第二端接地GND；所述第十七电阻R17的第一端与所述第十五电阻R15的第一端连接，所述第十五电阻R15的第二端与所述光耦U3的阳极连接，所述第十五电阻R15及所述第十七电阻R17的连接结点为所述恒压控制电路30的输入端。

当恒压控制电路30开启时，第十五电阻R15将恒压输出绕组L4输出的电压输送至光耦U3的阳极；第十七电阻R17与第十八电阻R18构成分压电路，第十八电阻R18将采集得的恒压输出绕组L4输出的电压输送至第一稳压调整管U1的调整极，经采样并稳压处理后的恒压输出绕组L4输出的电压被输送至光耦U3的阴极。当恒压输出绕组L4输出的电压发生变化时，流经光耦U3的阳极与阴极之间的电流发生变化，恒压控制电路30将该变化的电流输送至上述电源管理电路40，以使电源管理电路40输出相应的控制信号以调整变压器20的工作状态，使其恒压输出绕组L4输出的电压大小恒定。

优选地，所述恒流控制电路50包括基准电压输出单元150、恒流控制单元250、开关单元350及开关控制单元450；所述开关单元350的受控端与所述开关控制单元350的控制端连接，所述开关单元350的输入端与所述LED负载60连接，所述开关单元350的输出端与所述恒流控制单元250的控制端连接，所述恒流控制单元250的电源端与所述基准电压输出单元150的输出端连接。

当开关控制单元450控制开关单元350导通时，恒流控制电路50开启，上述恒流输出绕组L3输出的电流流入恒流控制单元250。与此同时，基准电压输出单元150输出基准电压值恒流控制单元250，以使恒流控制单元250的控制端输出控制流经上述LED负载60电流大小的控制信号。

需要说明的是，当LED负载60包括m组LED灯条时，恒流控制电路50对应包括m个恒流控制单元250，如此，可以使开关电源匹配背光灯条任意通道数量，通用性广。其中，图4展示了当LED负载60包括两组LED灯条和恒流控制电路50包括两个恒流控制单元250时，开关电源的电路结构。

优选地，第二十九电阻R29、第三十电阻R30及n个三极管(如图3及图4所示的E1、E2至En)，n个所述三极管的基极、第三十电阻R30的第一端及所述第二十九电阻R29的第一端互连，所述第三十电阻R30的第二端接地GND，所述第二十九电阻R29的第二端用于输入基准电压；各个三极管的集电极互连，其连接结点为所述恒流控制单元的控制端；n个三极管中的每一三极管的发射极分别通过一限流电阻(如图3及图4所示F1、F2至Fn)连接到地GND；其中，n为自然数。

本实施例中，取n＝3，具体结构参照图3。当恒流控制单元250开启时，基准电压通过第二十九电阻R29输入至第一控制三极管E1、第二控制三极管E2至第n控制三极管En，以控制流经第一限流控制电阻F1、第二限流控制电阻F2至第n限流控制电路Fn的电流大小，进而控制第一控制三极管E1、第二控制三极管E2至第n控制三极管En的集电极电流大小，达到控制流经LED负载60的电流大小的目的。

优选地，所述基准电压输出单元150具有用于输入控制所述LED负载60亮灭的恒流使能信号的输入端EN，所述基准电压输出单元150包括第二三极管Q2、第三三极管Q3、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21及第二十二电阻R22；所述第十九电阻R19的第一端用于输入基准电压，所述第十九电阻R19的第二端与所述第二三极管Q2的发射极连接，所述第二三极管Q2的集电极与所述第二十电阻R20的第一端连接，所述第二十电阻R20的第二端为所述基准电压输出单元150的输出端；所述第二三极管Q2的基极与所述第二十一电阻R21的第一端连接，所述第二十一电阻R21的第二端与所述第三三极管Q3的集电极连接，所述第三三极管Q3的发射极接地GND；所述第三三极管Q3的基极与所述第二十二电阻R22的第一端连接，所述第二十二电阻R22的第二端为所述基准电压输出单元150的输入端。需要说明的是，本实施例中，所述第二三极管Q2的PNP型三极管，所述第三三极管Q3为NPN型三极管。

若恒流使能信号EN为低电平，则第三三极管Q3截止，第二三极管Q2截止，基准电压输出单元150无基准电压输出。若恒流使能信号EN为高电平，则第三三极管Q3导通，第二二极管Q2导通，基准电压输出单元150将其输入的基准电压输送至上述开关控制单元250。

优选地，所述开关单元350包括第二开关管K2，所述第二开关管K2的漏极为所述开关单元350的输入端，所述第二开关管K2的源极为所述开关单元350的输出端，所述第二开关管K2的栅极为所述开关单元350的受控端。需要说明的是，当所述LED负载60包括p组LED灯条时，所述开关单元350对应的包括p个开关管。其中，图4展示了当LED负载60包括两组LED灯条，开关单元350包括两个开关管的电路结构。

优选地，所述开关控制单元450包括第四三极管Q4、第五三极管Q5、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25及第二十六电阻R26；所述第二十三电阻R23的第一端用于输入PWM信号，所述第二十三电阻R23的第二端与所述第四三极管Q4的基极连接，所述第四三极管Q4的集电极、所述第二十四电阻R24的第一端及所述第五三极管Q5的基极互连，所述第四三极管Q4及所述第五三极管Q5的发射极接地GND；所述第五三极管Q5的集电极、所述第二十五电阻R25的第一端及所述第二十六电阻R26的第一端互连，所述第二十四电阻R24的第二端及所述第二十五电阻R25的第二端连接与所述恒压输出绕组L4连接，所述第二十六电阻R26的第二端为所述开关控制单元450的控制端。需要说明的是，本实施例中，所述第四三极管Q4及所述第五三极管Q5均为NPN型三极管。

当PWM信号为高电平时，第四三极管Q4导通，第五三极管Q5导通，开关控制单元450输出控制开关单元350开启的控制信号。当PWM信号为低电平时，第四三极管Q4截止，第五三极管Q5截止，开关控制单元450输出控制开关单元350关闭的控制信号。

进一步地，所述开关电源还包括校正电路70，所述校正电路70的输入端与所述恒流控制电路50的反馈输出端连接，所述校正电路70的输入端与所述恒压控制电路30的输入端连接。

当LED负载60中LED灯的压差较大时，校正电路70将该异常的压差信号输送至恒压控制电路30的输入端，以使恒压控制电路30将该异常的压差信号传递至上述电源管理电路40，进而使电源管理电路40对变压器20的工作状态作出相应的调整，以使LED灯的电流恒定，与此同时，变压器20的恒压输出绕组L4输出的电压恒定。

优选地，所述校正电路70包括第三二极管D3、第五电容C5、第二十七电阻R27及第二十八电阻R28；所述第二十八电阻R28的第一端为所述校正电路70的输入端，所述第二十八电阻R28的第二端、所述第五电阻R5的正极及所述第二十七电阻R27的第一端互连，所述第五电容C5的负极接地GND，所述第二十七电阻R27的第二端与所述第三二极管D3的阳极连接，所述第三二极管D3的阴极为所述校正电路70的输出端。

当流经LED负载60的电压发生变化时，输入至第二十八电阻R28的电压发生变化，第三二极管D3的阴极输出的电压发生变化，校正电路70输出变化了的电压信号。进而使电源管理电路40控制变压器20的恒压输出绕组L4输出的电压降低，达到降低恒流控制电路50温升的目的。解决了在量产中相同屏体LED灯因电压偏差较大导致输出电压差异大问题。

以下，结合图1至图4，说明本发明开关电源的工作原理：

当本发明提出的开关电源接入市电时，EMI滤波器将市电进行滤波处理后分别输送至第八电阻R8的第一端及整流电路10。第八电阻R8及第九电阻R9构成分压取样电路，取样后的电压输入至控制芯片U4的过压/欠压保护端BO，若市电电压因过大或者过小而不在预设电压范围内，则控制芯片U4停止工作。优选地，预设电压范围在65V到310V之间。若市电电压在预设电压范围内，则控制芯片U4进入待启动状态。如此，实现了开关电源的过压/欠压保护功能。与此同时，整流电路10将市电电压进行整流处理后输出，第二电容C2通过第十电阻R10及第十一电阻R11充电，当第二电容C2充得的电压足够控制芯片U4开启时，控制芯片U4开始工作。

控制芯片U4的开关控制端GATE输出高电平信号至第一开关管K1的栅极，第一开关管K1的漏极因此前已经接收到经整流处理后的市电电压，第一开关管K1开启，变压器20开始工作。

而后，一方面，变压器20的辅助绕组L2输出电压源经第二二极管D2及第三电容C3整流滤波处理后输送至第十三电阻R13的第二端，再经由第一三极管Q1、第一二极管D1、第十二电阻R12、第十三电阻R13及第十四电阻R14构成的稳压电路稳压处理后输送至控制芯片U4的电源端VCC，控制芯片U4稳定工作。

另一方面，控制芯片U4根据第三电阻R3采集得的电源电压控制第一开关管K1的导通时间，进而控制变压器20的开启时间，以使变压器20的恒压输出绕组L4输出的电压大小和恒流输出绕组L3输出的电流大小稳定在一定范围内。

此后，若恒压输出绕组L4输出的电压大小发生变化，则第十五电阻R15将变化的电压输送至光耦U3的阳极，流经光耦U3的阳极与阴极之间的电流发生变化，光耦U3的集电极电压发生变化，输入至控制芯片U4的反馈端INV的电压大小发生变化，控制芯片U4调整其开关控制端GATE输出高电平的占空比，以改变第一开关管K1的导通占空比，进而使得恒压输出绕组L4输出的电压大小恒定。需要说明的是，当恒压输出绕组L4输出的电压变大时，第一开关管K1的导通占空比减小；当恒压输出绕组L4输出的电压变小时，第一开关管K1的导通占空比增大。优选地，若将开关电源应用于电视机中，则恒压输出绕组L4输出的恒定电压经整流滤波处理后给电视机机芯供电，恒流输出绕组L3输出的恒定电流经整流滤波处理后给LED负载60(电视机背光)供电。当然，为了减小开关电源输出的恒压源的纹波，还可增设DC-DC电路(如图3或者图4所示的DC-DC电路)对经整流滤波处理后的恒定电压进一步优化处理，此处不做限制。

当待机时，上述恒流使能信号EN为低电平，第三三极管Q3截止，第二三极管Q2截止，LED负载60与开关电源之间无法形成电流通路，LED负载60灭。与此同时，恒压控制电路30将恒压输出绕组L4输出的电压源进行取样后输送至电源管理电路40，以使PFC反激控制电路40控制恒压输出绕组L4输出的电压恒定。此时，变压器20以跳周期方式工作，实现轻载高效，满足低待机需求，无需待机辅助电源，简化了电路，降低了成本。

在开机后，恒流使能信号EN为高电平，第三三极管Q3导通，第二三极管Q2导通，基准电压输出单元150输入的基准电压(如图3或者图4所示的13V基准电压)通过第二三极管Q2为恒流控制单元250提供谐振源，恒流控制单元250开始工作。与此同时，PWM信号通过开关控制电路450驱动第二开关管K2(及第三开关管K3)，LED负载60根据PWM信号切换其亮灭状态。

当PWM信号为高电平时，第四三极管Q4导通，第五三极管Q5导通，第二开关管K2(及第三开关管)导通，恒压输出绕组输出的电流经LED负载60及第二开关管K2(和/或第三开关管K3)流入第一控制三极管E1、第二控制三极管E2至第n控制三极管En(及第一调整三极管M1、第二调整三极管E2至第n调整三极管Mn)的集电极，与此同时，基准电压输出单元150输出的基准电压通过第二十九电阻R29控制上述各个三极管的基极，进而控制流经LED负载60的电流恒定。值得一提的是，第一限流控制电阻F1、第二限流控制电阻F2至第n限流控制电路Fn(及第一限流调整电阻N1、第二限流调整电阻N2至第n限流调整电阻Nn)均为LED负载60的限流电阻。与此同时，恒压控制电路30将恒压输出绕组L4输出的电压源进行取样后输送至电源管理电路40，以使PFC反激控制电路40控制恒压输出绕组L4输出的电压恒定。至此，本发明提出的开关电源实现了同时输出恒压源和恒流源的功能，既满足了LED负载60的恒流需求，又满足了机芯的恒压源需求，优化了系统结构，降低了成本。

当PWM信号为低电平时，第四三极管Q4截止，第五三极管Q5截止，第二开关管K2(及第三开关管K3)截止，LED负载60与开关电源之间的电流回路被切断，LED负载60灭。与此同时，恒压控制电路30将恒压输出绕组L4输出的电压源进行取样后输送至电源管理电路40，以使PFC反激控制电路40控制恒压输出绕组L4输出的电压恒定。

若加载在LED灯两端的电压差偏大，则作用在第一控制三极管E1、第二控制三极管E2至第n控制三极管En(及第一调整三极管M1、第二调整三极管E2至第n调整三极管Mn)的集电极电压变大，引起恒流控制单元50中各个三极管和限流电阻的温升偏高，此时，由第三二极管D3、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28及第五电容C5构成的校正电路70将该偏高的温升信号通过恒压控制电路30传递到电源管理电路40，以使电源管理电路40控制变压器20的恒压输出绕组L4输出的电压减小，进而降低恒流控制单元250的温升。如此，解决了在量产中相同屏体LED灯的电压偏差较大造成的输出电压差异大的问题。

本发明还提出一种电视机，该电视机包括如上所述的开关电源，该开关电源的具体结构参照上述实施例，由于所述电视机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述开关电源包括整流电路10、变压器20、恒压控制电路30、电源管理电路40及恒流控制电路50；所述整流电路10的输出端与所述电源管理电路40的电源检测端及所述变压器20的电源输入端连接，所述变压器20的受控端与所述电源管理电路40的控制端连接，所述变压器20的恒压输出绕组经所述恒压控制电路30连接所述电源管理电路40的反馈输入端，所述变压器20的恒流输出绕组经LED负载60连接所述恒流控制电路50；所述电源管理电路40，用于根据输入至所述变压器20的电源电压大小控制所述变压器20的工作状态，以使所述恒压输出绕组输出稳定的电压，所述恒流输出绕组输出稳定的电流；所述恒压控制电路20，用于将所述恒压输出绕组输出的电压大小反馈至所述电源管理电路40，以使所述电源管理电路40控制所述变压器20的恒压输出绕组输出恒定的电压；所述恒流控制电路50，用于对流经所述LED负载60的电流进行控制，以使其大小恒定。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (15)

1.一种开关电源，其特征在于，包括整流电路、变压器、恒压控制电路、电源管理电路及恒流控制电路；所述整流电路的输出端与所述电源管理电路的电源检测端及所述变压器的电源输入端连接，所述变压器的受控端与所述电源管理电路的控制端连接，所述变压器的恒压输出绕组经所述恒压控制电路连接所述电源管理电路的反馈输入端，所述变压器的恒流输出绕组经LED负载连接所述恒流控制电路；其中，

所述电源管理电路，用于根据输入至所述变压器的电源电压大小控制所述变压器的工作状态，以使所述恒压输出绕组输出稳定的电压，所述恒流输出绕组输出稳定的电流；

所述恒压控制电路，用于将所述恒压输出绕组输出的电压大小反馈至所述电源管理电路，以使所述电源管理电路控制所述变压器的恒压输出绕组输出恒定的电压；

所述恒流控制电路，用于对流经所述LED负载的电流进行控制，以使其大小恒定。

2.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述电源管理电路包括开关电路及开关控制电路；所述开关控制电路的检测端为所述电源管理电路的电源检测端，所述开关控制电路的反馈端为所述电源管理电路的反馈输入端，所述开关控制电路的控制端与所述开关电路的受控端连接，所述开关电路的控制端为所述电源管理电路的控制端。

3.如权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述开关控制电路包括控制芯片、第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第五电阻、第六电阻及第七电阻；所述控制芯片的关断计时端通过所述第一电容接地，所述控制芯片的关断触发端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端用于输入关断触发信号；所述控制芯片的开关控制端为所述开关控制电路的控制端；所述控制芯片的开启时长设定端经所述第三电阻接地及经所述第二电阻连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端为所述开关控制电路的检测端；所述控制芯片的反馈端依次经所述第六电阻及所述第七电阻接地，所述第六电阻及所述第七电阻的连接结点为所述开关控制电路的反馈端。

4.如权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述开关电路包括第一开关管及第四电阻；所述第一开关管的漏极为所述开关电路的控制端，所述第一开关管的栅极为所述开关电路的受控端，所述第一开关管的源极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地；所述第一开关管与所述第四电阻的连接结点用于输出关断触发信号。

5.如权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述电源管理电路还包括第八电阻及第九电阻；所述控制芯片的过压/欠压保护端、所述第八电阻的第一端及所述第九电阻的第一端互连，所述第九电阻的第二端接地，所述第八电阻的第二端与所述整流电路的输入端连接。

6.如权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述电源管理电路还包括第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二电容、第三电容、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻及第十四电阻；所述第十电阻的第一端与所述电源检测端连接，所述第十电阻的第二端与所述第十一电阻的第一端连接，所述第十一电阻的第二端、所述第一三极管的发射极、所述第二电容的正极及所述控制芯片的电源端互连，所述第二电容的负极接地；所述第一三极管的基极、所述第一二极管的阴极、所述第十四电阻的第一端及所述第十三电阻的第一端互连，所述第一二极管的阳极及所述第十四电阻的第二端接地；所述第一三极管的集电极与所述第十二电阻的第一端连接，所述第十二电阻的第二端、所述第十三电阻的第二端、所述第二二极管的阴极及所述第三电容的正极互连，所述第三电容的负极接地，所述第二二极管的阳极与变压器的辅助绕组连接。

7.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述恒压控制电路包括第一稳压调整管、第四电容、光耦、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻及第十八电阻；所述光耦的发射极接地，所述光耦的集电极为所述恒压控制电路的反馈输出端，所述光耦的阴极、所述第四电容的第一端及所述第一稳压调整管的阴极互连，所述第四电容的第二端与所述第十六电阻的第一端连接，所述第十六电阻的第二端、所述第十七电阻的第二端、所述第十八电阻的第一端及所述第一稳压调整管的调整极互连，所述第一稳压调整管的阳极及所述第十八电阻的第二端接地；所述第十七电阻的第一端与所述第十五电阻的第一端连接，所述第十五电阻的第二端与所述光耦的阳极连接，所述第十五电阻及所述第十七电阻的连接结点为所述恒压控制电路的输入端。

8.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述恒流控制电路包括基准电压输出单元、恒流控制单元、开关单元及开关控制单元；所述开关单元的受控端与所述开关控制单元的控制端连接，所述开关单元的输入端与所述LED负载连接，所述开关单元的输出端与所述恒流控制单元的控制端连接，所述恒流控制单元的电源端与所述基准电压输出单元的输出端连接。

9.如权利要求8所述的开关电源，其特征在于，所述恒流控制单元包括第二十九电阻、第三十电阻及n个三极管，n个所述三极管的基极、第三十电阻的第一端及所述第二十九电阻的第一端互连，所述第三十电阻的第二端接地，所述第二十九电阻的第二端用于输入基准电压；各个三极管的集电极互连，其连接结点为所述恒流控制单元的控制端；n个三极管中的每一三极管的发射极分别通过一限流电阻连接到地；其中，n为自然数。

10.如权利要求8所述的开关电源，其特征在于，所述基准电压输出单元具有用于输入控制所述LED负载亮灭的恒流使能信号的输入端，所述基准电压输出单元包括第二三极管、第三三极管、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻及第二十二电阻；所述第十九电阻的第一端用于输入基准电压，所述第十九电阻的第二端与所述第二三极管的发射极连接，所述第二三极管的集电极与所述第二十电阻的第一端连接，所述第二十电阻的第二端为所述基准电压输出单元的输出端；所述第二三极管的基极与所述第二十一电阻的第一端连接，所述第二十一电阻的第二端与所述第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极接地；所述第三三极管的基极与所述第二十二电阻的第一端连接，所述第二十二电阻的第二端为所述基准电压输出单元输入端。

11.如权利要求8所述的开关电源，其特征在于，所述开关单元包括第二开关管，所述第二开关管的漏极为所述开关单元的输入端，所述第二开关管的源极为所述开关单元的输出端，所述第二开关管的栅极为所述开关单元的受控端。

12.如权利要求8所述的开关电源，其特征在于，所述开关控制单元包括第四三极管、第五三极管、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻及第二十六电阻；所述第二十三电阻的第一端用于输入PWM信号，所述第二十三电阻的第二端与所述第四三极管的基极连接，所述第四三极管的集电极、所述第二十四电阻的第一端及所述第五三极管的基极互连，所述第四三极管及所述第五三极管的发射极接地；所述第五三极管的集电极、所述第二十五电阻的第一端及所述第二十六电阻的第一端互连，所述第二十四电阻的第二端及所述第二十五电阻的第二端与所述恒压输出绕组连接，所述第二十六电阻的第二端为所述开关控制单元的控制端。

13.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述开关电源还包括校正电路，所述校正电路的输入端与所述恒流控制电路的反馈输出端连接，所述校正电路的输入端与所述恒压控制单元的输入端连接。

14.如权利要求13所述的开关电源，其特征在于，所述校正电路包括第三二极管、第五电容、第二十七电阻及第二十八电阻；所述第二十八电阻的第一端为所述校正电路的输入端，所述第二十八电阻的第二端、所述第五电阻的正极及所述第二十七电阻的第一端互连，所述第五电容的负极接地，所述第二十七电阻的第二端与所述第三二极管的阳极连接，所述第三二极管的阴极为所述校正电路的输出端。

15.一种电视机，其特征在于，所述电视机包括如权利要求1至14任意一项所述的开关电源。