CN110165902B - 一种电源系统及电视机 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种电源系统及电视机，所述系统包括：变压器、控制器、第一开关和采样电路；变压器的初级端与电源相连，第一次级端与第一待供电装置相连，第二次级端通过第一开关分别与控制器以及第二待供电装置相连，用于在控制器的控制下分别为第一待供电装置以及第二待供电装置供电；控制器还与采样电路的输出端相连，用于根据采样电路的采样值以及第一待供电装置的功率变化控制第一开关的占空比，以调整为第二待供电装置提供的供电电压；采样电路的输入端与变压器的第二次级端相连，用于对变压器的第二次级端的输出电压进行采样，并将采样值发送至控制器。所述电源系统具有结构简单、电源转换效率高的优点。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电视电源技术领域，尤其涉及一种电源系统及电视机。
背景技术
随着LED(Light Emitting Diode，发光二极管)液晶电视的高速发展，目前，LED液晶电视已经普及到千家万户。
现有的LED液晶电视均采用电源板+恒流板的设计方式，其中，电源板负责为恒流板以及电视主板提供合适的输入电压，恒流板负责为LED背光模组提供恒定的电流，恒流板中通常采用BOOST恒流方案或者BUCK恒流方案。不管是BOOST恒流方案还是BUCK恒流方案，均存在电路复杂、电路损耗较大以及电源转换效率低的缺点，且BUCK恒流方案中，BUCK电路输出电压较高，一般设计高于模组灯条10V-20V的电压，因此，在短路实验时存在烧坏模组灯条的风险，一般较少被采用。
发明内容
本发明实施例提供一种电源系统及电视机，所述电源系统具有结构简单、电源转换效率高的优点。
第一方面，本发明实施例提供了一种电源系统，所述系统包括：变压器、控制器、第一开关和采样电路；
其中，所述变压器的初级端与电源相连，第一次级端与第一待供电装置相连，第二次级端通过第一开关分别与控制器以及第二待供电装置相连，用于在所述控制器的控制下分别为所述第一待供电装置以及第二待供电装置供电；
所述控制器还与所述采样电路的输出端相连，用于根据采样电路的采样值以及第一待供电装置的功率变化控制所述第一开关的占空比，以调整为第二待供电装置提供的供电电压；
所述采样电路的输入端与所述变压器的第二次级端相连，用于对变压器的第二次级端的输出电压进行采样，并将采样值发送至所述控制器。
进一步的，所述系统还包括：第一整流滤波电路，所述第一整流滤波电路连接在变压器的第一次级端与第一待供电装置之间，用于对变压器第一次级端输出的交流电进行整流滤波，将整流滤波后的电压提供给所述第一待供电装置。
进一步的，所述第一整流滤波电路包括：第一二极管和第一电容；
其中，所述第一二极管的阳极与变压器第一次级端的第一端相连，阴极与第一待供电装置相连；
所述第一电容的正极与所述第一二极管的阴极相连，第一电容的负极与变压器第一次级端的第二端相连。
进一步的，所述系统还包括第二整流滤波电路，所述第二整流滤波电路包括：第二二极管、第三电容、第三电阻和第四电阻；
其中，所述第二二极管的阳极与变压器第二次级端的第二端相连，阴极与第一开关的第二端相连，第三电容的阳极与第一开关的第三端相连，阴极接地；
第一开关的第一端与所述控制器的第二管脚相连；
第三电阻的第一端与第一开关的第三端相连，第三电阻的第二端通过第四电阻接地，第三电阻的第二端还与控制器的第五管脚相连；
第一开关的第三端与第二待供电装置的供电端相连。
进一步的，所述采样电路包括：第二电容、第一电阻、第二电阻和第四二极管；
其中，所述第二电容的第一端与变压器第二次级端的第二端相连，变压器第二次级端的第一端接地，第二电容的第二端与第一电阻的第一端相连，第一电阻的第二端通过第二电阻接地，同时第一电阻的第二端还与所述控制器的第一管脚相连；
所述第四二极管的阳极与第二电阻的接地端相连，阴极与第一电阻的第一端相连。
进一步的，所述系统还包括驱动电路，用于向所述第一开关提供驱动电压；
所述驱动电路包括：第三二极管和第四电容；
其中，所述第三二极管的阳极与所述第二电容的第二端相连，阴极与所述控制器的第三管脚相连；
所述第四电容的第一端与所述控制器的第三管脚相连，第二端与所述控制器的第四管脚相连；
所述控制器的第四管脚还与第一开关的第三端相连。
进一步的，所述第一待供电装置为电视的LED灯条，所述第二待供电装置为电视主板；
所述LED灯条的阳极与变压器第一次级端的第一端相连，阴极与所述控制器的第六管脚相连；
进一步的，所述系统还包括：反馈电路、反激电路和第二开关；
其中，所述反馈电路的输入端与变压器第二次级端相连，输出端与所述反激电路的第一端相连，用于将变压器第二次级端为第二待供电装置提供的供电电压反馈至所述反激电路；
所述反激电路的第二端与所述第二开关的第三端相连，反激电路的第三端与所述第二开关的第一端相连，反激电路的第四端与电源相连，所述第二开关的第二端与所述变压器的初级端相连，所述反激电路用于根据反馈电路反馈回的供电电压调整所述第二开关的占空比，以调整所述变压器初级端的电能，使所述供电电压维持在设定值。
进一步的，所述系统还包括功率因数校正电路，设置在电源与反激电路之间。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电视机，所述电视机包括上述第一方面所述的电源系统。
本发明实施例提供的电源系统，通过将变压器的第一次级端的电压直接供给第一待供电装置，省去了BOOST升级电路或者BUCK降压电路，具有结构简单、电源转换效率高的优点；且通过设置控制器与采样电路的输出端相连，并根据采样电路的采样值以及第一待供电装置的功率变化控制第一开关的占空比，以调整为第二待供电装置提供的供电电压，实现了当第一待供电装置的功率发生变化时，使提供给第二待供电装置的功率保持稳定的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种电源系统的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的另一种电源系统的结构示意图；
图3为本发明实施例二提供的一种电源系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种电源系统的结构示意图。本实施例公开的电源系统可适用于液晶电视领域，尤其适用于中小尺寸的液晶电视。具体参见图1所示，所述电源系统包括：变压器110、控制器120、第一开关130和采样电路140。
其中，变压器110的初级端与电源相连，第一次级端与第一待供电装置相连，第二次级端通过第一开关130分别与控制器120以及第二待供电装置相连，用于在控制器120的控制下分别为第一待供电装置以及第二待供电装置供电；
控制器120还与采样电路140的输出端相连，用于根据采样电路140的采样值以及第一待供电装置的功率变化PWM控制第一开关130的占空比，以调整为第二待供电装置提供的供电电压；
采样电路140的输入端与变压器110的第二次级端相连，用于对变压器的第二次级端的输出电压进行采样，并将采样值发送至控制器120。
需要说明的是，交流电源通常需要经过电磁滤波电路以及整流电路的滤波处理以及整流处理后输入至变压器110的初级端。所述第一待供电装置具体可以是液晶电视的模组LED灯条，所述第二待供电装置可以是液晶电视的主板，当需要调整液晶电视的背光亮度时，模组LED灯条的功率会发生变化，变压器110第一次级端的负载发生变化，从而引起变压器110第二次级端的输出电压不稳定，为了解决该问题，本实施例提供的电源系统增设了控制器120、第一开关130和采样电路140，采样电路的输入端与变压器110的第二次级端相连，用于对变压器的第二次级端的输出电压进行采样，并将采样值发送至控制器120，控制器120根据采样电路140的采样值以及第一待供电装置的功率变化PWM控制第一开关130的占空比，以调整为第二待供电装置提供的供电电压，从而实现解决当模组LED灯条调光时引起的主板供电电压交叉调整率的问题。其中，第一待供电装置的功率变化PWM具体指模组LED灯条的调光频率，控制器120根据模组LED灯条的调光频率以及实时采集到的变压器110的第二次级端的输出电压，对第一开关130的占空比进行控制，从而调整为第二待供电装置提供的供电电压。
进一步的，参见图2所示的另一种电源系统的结构示意图，所述电源系统还包括：第一整流滤波电路210，第一整流滤波电路210连接在变压器110的第一次级端与第一待供电装置之间，用于对变压器第一次级端输出的交流电进行整流滤波，将整流滤波后的电压提供给所述第一待供电装置。
所述第一整流滤波电路210包括：第一二极管D1和第一电容C1；其中，第一二极管D1的阳极与变压器110第一次级端的第一端相连，阴极与第一待供电装置相连；第一电容C1的正极与第一二极管D2的阴极相连，第一电容C1的负极与变压器110第一次级端的第二端相连。第一二极管D1的作用是对变压器110第一次级端第一端的交流输出电压进行整流，第一电容C1的作用是对整流后的电压进行滤波。
进一步的，所述电源系统还包括：第二整流滤波电路220，第二整流滤波电路220包括：第二二极管D2、第三电容C3、第三电阻R3和第四电阻R4；其中，第二二极管D2的阳极与变压器110第二次级端的第二端相连，阴极与第一开关130的第二端相连，第三电容C3的阳极与第一开关130的第三端相连，阴极接地；第一开关130的第一端与控制器120的第二管脚相连；第三电阻R3的第一端与第一开关130的第三端相连，第三电阻R3的第二端通过第四电阻R4接地，第三电阻R3的第二端还与控制器120的第五管脚相连；第一开关130的第三端与第二待供电装置的供电端相连。
进一步的，采样电路140包括：第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2和第四二极管D4；其中，第二电容C2的第一端与变压器110第二次级端的第二端相连，变压器110第二次级端的第一端接地，第二电容C2的第二端与第一电阻R1的第一端相连，第一电阻R1的第二端通过第二电阻R2接地，同时第一电阻R1的第二端还与控制器120的第一管脚相连；第四二极管D4的阳极与第二电阻R2的接地端相连，阴极与第一电阻R1的第一端相连。第二电容C2为耦合电容，用于对变压器110第二次级端第二端的输出电压进行采样，并通过第一电阻R1将采样电压传输至控制器120，第二电阻R2的作用是分压，第四二极管D4的作用是电位钳位。
进一步的，所述电源系统还包括驱动电路，用于向第一开关130提供驱动电压；所述驱动电路包括：第三二极管D3和第四电容C4；其中，第三二极管D3的阳极与第二二极管D2的第二端相连，阴极与控制器120的第三管脚相连；第四电容C4的第一端与控制器120的第三管脚相连，第二端与控制器120的第四管脚相连；控制器120的第四管脚还与第一开关130的第三端相连，其目的是通过第一开关130的第三端即电压输出端Vout2为控制器120提供工作电源，而无需再额外设置相应的电源端，进一步简化了电源系统的结构。进一步的，当所述第一待供电装置为电视的LED灯条，所述第二待供电装置为电视主板时；所述LED灯条的阳极与变压器110第一次级端的第一端相连，阴极与控制器120的第六管脚相连，此时控制120还用于维持流过LED灯条的电流保持恒流的作用，故LED灯条的阴极需与控制器120的第六管脚相连，以使控制器120通过根据LED灯条阳极的电压改变LED灯条阴极的电压，从而实现使流过LED灯条的电流恒流的目的。
本实施例提供的电源系统，通过将变压器的第一次级端的电压直接供给液晶电视的模组LED灯条，省去了BOOST升级电路或者BUCK降压电路，具有结构简单、电源转换效率高的优点；且通过设置控制器与采样电路的输出端相连，并根据采样电路的采样值以及模组LED灯条的功率变化控制第一开关的占空比，以调整为电视主板提供的供电电压，实现了解决当模组LED灯条调光时引起的主板供电电压交叉调整率的问题。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的一种电源系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，具体参见图3所示，所述电源系统包括：变压器110、控制器120、第一开关130、采样电路140、反馈电路150、反激电路160和第二开关170；
其中，变压器110的初级端与电源相连，第一次级端与模组LED灯条相连，第二次级端通过第一开关130分别与控制器120以及电视主板相连，用于在控制器120的控制下分别为模组LED灯条以及电视主板供电；
控制器120还与采样电路140的输出端相连，用于根据采样电路140的采样值以及模组LED灯条的调光频率控制第一开关130的占空比，以调整为电视主板提供的供电电压；
采样电路140的输入端与变压器110的第二次级端相连，用于对变压器的第二次级端的输出电压进行采样，并将采样值发送至控制器120。
反馈电路150的输入端与变压器110第二次级端相连，输出端与反激电路160的第一端相连，用于将变压器110第二次级端为液晶电视的主板提供的供电电压Vout2反馈至反激电路160。
反激电路160的第二端与第二开关170的第三端相连，反激电路160的第三端与所述第二开关170的第一端相连，反激电路160的第四端与电源相连，第二开关170的第二端与变压器110的初级端相连，反激电路160用于根据反馈电路150反馈回的供电电压调整第二开关170的占空比，以调整变压器110初级端的电源状态，使提供给电视主板的供电电压维持在设定值。变压器110第二次级端输出的为电视主板供电的供电电压通过反馈电路150反馈至反激电路160，反激电路160根据接收到的反馈值通过控制第二开关170的占空比实现对变压器110初级端电源状态的控制，从而使变压器110第二次级端输出的为主板供电的供电电压维持在设定值，达到使变压器110第二次级端输出的为主板供电的供电电压Vout2稳定的目的。
进一步的，所述电源系统还可包括功率因数校正电路，设置在电源与反激电路之间。具体的，可根据电源系统的负载功率要求选择增加所述功率因数校正电路，当电源系统的负载功率要求超过75W时，可在电源与反激电路之间赠设功率因数校正电路，以提高对电能的利用率。
本实施例提供的电源系统，通过采样电路实时采集变压器第二次级端的电压信号，并将该电压信号传输至控制器，控制器根据该电压信号来控制第一开关的占空比，从而解决了变压器输出因模组LED灯条调光引起负载变化导致的不稳定问题，既省去了传统的恒流BOOST升压或BUCK降压电路，提高了电源转换效率，又有效解决了模组LED灯条调光时变压器输出的交叉调整率问题；通过利用反馈电路将主板供电电压实时反馈至反激电路，反激电路根据反馈值控制第二开关的占空比，实现了通过改变变压器初级端电源状态的方式使主板供电电压维持在设定值，整个电源架构简洁高效，节省了电源器件，降低了中尺寸LED电视的电源成本，提高了电源效率，减小了PCB面积，又使得整个电源系统更稳定、更可靠。
本发明实施例还提供一种电视机，所述电视机包括上述任意实施例所述的电源系统。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (8)
1.一种电源系统，其特征在于，包括：变压器、控制器、第一开关和采样电路；
其中，所述变压器的初级端与电源相连，第一次级端与第一待供电装置相连，第二次级端通过第一开关分别与控制器以及第二待供电装置相连，用于在所述控制器的控制下分别为所述第一待供电装置以及第二待供电装置供电；
所述控制器还与所述采样电路的输出端相连，用于根据采样电路的采样值以及第一待供电装置的功率变化控制所述第一开关的占空比，以调整为第二待供电装置提供的供电电压；
所述采样电路的输入端与所述变压器的第二次级端相连，用于对变压器的第二次级端的输出电压进行采样，并将采样值发送至所述控制器；
第二整流滤波电路，所述第二整流滤波电路包括：第二二极管、第三电容、第三电阻和第四电阻；
其中，所述第二二极管的阳极与变压器第二次级端的第二端相连，阴极与第一开关的第二端相连，第三电容的阳极与第一开关的第三端相连，阴极接地；
第一开关的第一端与所述控制器的第二管脚相连；
第三电阻的第一端与第一开关的第三端相连，第三电阻的第二端通过第四电阻接地，第三电阻的第二端还与控制器的第五管脚相连；
第一开关的第三端与第二待供电装置的供电端相连；
反馈电路、反激电路和第二开关；
其中，所述反馈电路的输入端与变压器第二次级端相连，输出端与所述反激电路的第一端相连，用于将变压器第二次级端为第二待供电装置提供的供电电压反馈至所述反激电路；
所述反激电路的第二端与所述第二开关的第三端相连，反激电路的第三端与所述第二开关的第一端相连，反激电路的第四端与电源相连，所述第二开关的第二端与所述变压器的初级端相连，所述反激电路用于根据反馈电路反馈回的供电电压调整所述第二开关的占空比，以调整所述变压器初级端的电能，使所述供电电压维持在设定值。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：第一整流滤波电路，所述第一整流滤波电路连接在变压器的第一次级端与第一待供电装置之间，用于对变压器第一次级端输出的交流电进行整流滤波，将整流滤波后的电压提供给所述第一待供电装置。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一整流滤波电路包括：第一二极管和第一电容；
其中，所述第一二极管的阳极与变压器第一次级端的第一端相连，阴极与第一待供电装置相连；
所述第一电容的正极与所述第一二极管的阴极相连，第一电容的负极与变压器第一次级端的第二端相连。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采样电路包括：第二电容、第一电阻、第二电阻和第四二极管；
其中，所述第二电容的第一端与变压器第二次级端的第二端相连，变压器第二次级端的第一端接地，第二电容的第二端与第一电阻的第一端相连，第一电阻的第二端通过第二电阻接地，同时第一电阻的第二端还与所述控制器的第一管脚相连；
所述第四二极管的阳极与第二电阻的接地端相连，阴极与第一电阻的第一端相连。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括驱动电路，用于向所述第一开关提供驱动电压；
所述驱动电路包括：第三二极管和第四电容；
其中，所述第三二极管的阳极与所述第二电容的第二端相连，阴极与所述控制器的第三管脚相连；
所述第四电容的第一端与所述控制器的第三管脚相连，第二端与所述控制器的第四管脚相连；
所述控制器的第四管脚还与第一开关的第三端相连。
6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述第一待供电装置为电视的LED灯条，所述第二待供电装置为电视主板；
所述LED灯条的阳极与变压器第一次级端的第一端相连，阴极与所述控制器的第六管脚相连。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括功率因数校正电路，设置在电源与反激电路之间。
8.一种电视机，其特征在于，所述电视机包括权利要求1-7任一项所述的电源系统。
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