CN110166721B - 交错式pfc恒流直驱电路、驱动电源和电视机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交错式PFC恒流直驱电路、驱动电源和电视机，所述交错式PFC恒流直驱电路连接负载，包括PFC控制模块、第一PFC模块和第二PFC模块、恒流控制模块和过压调整模块；PFC控制模块控制第一PFC模块和第二PFC模块交替开启对输入交流电源进行电压转换后输出次级输出电压为负载供电，恒流控制模块检测负载的电压并根据检测结果控制负载电流恒定，过压调整模块检测负载接至恒流控制模块的电压并输出反馈信号给PFC控制模块，PFC控制模块根据反馈信号调节第一PFC模块和第二PFC模块的工作频率。以达到降低恒流的损耗，进而提高电源效率的目的。

Description

交错式PFC恒流直驱电路、驱动电源和电视机

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及的是一种交错式PFC恒流直驱电路、驱动电源和电视机。

背景技术

功率因数是电力系统的一个重要的技术数据，是衡量电气设备效率高低的一个系数，在当负载功率需求大于75W时，国家标准要求功率因素需大于0.9。

传统的电视机电源架构中，如图1所示，交流电源需先通过PFC电路进行功率因素校正后，再进行反激或LLC（谐振转换电路）转换得到恒定电压，恒定电压通过DC-DC转换后给背光供电，这会使得电源转换效率低，且增加了PFC电路的成本。采用交错式PFC的输出功率有限，在电视机应用上功率只能达到150W，再大的话PFC功率器件需加大很多，成本较高。而采用交错式PFC直驱控制电路，因省去了高压电解电容，使得恒流输出的低频小纹波电压较大，传统的恒流方式无法检测到纹波电压，使得输出的负载的纹波电流也较大，增加了恒流控制电路的损耗，导致电源效率降低。当变压器输出的电压比负载的实际电压较大时，会导致恒流控制电路的温度过高而烧坏电路。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种交错式PFC恒流直驱电路、驱动电源和电视机，解决了因恒流输出的纹波电流也较大，增加了恒流控制电路的损耗，导致电源效率降低的问题。

本发明的技术方案如下：一种交错式PFC恒流直驱电路，连接负载，包括PFC控制模块、第一PFC模块和第二PFC模块，还包括恒流控制模块和过压调整模块；

所述PFC控制模块控制所述第一PFC模块和所述第二PFC模块交替开启对输入交流电源进行电压转换后输出次级输出电压为负载供电，所述恒流控制模块检测所述负载的电压并根据检测结果控制所述负载电流恒定，所述过压调整模块检测所述负载接至所述恒流控制模块的电压并将输出反馈信号给所述PFC控制模块，所述PFC控制模块根据反馈信号调节所述第一PFC模块和所述第二PFC模块的工作频率。

本发明的进一步设置，所述交错式PFC恒流直驱电路还包括供电模块，所述供电模块检测输入的背光使能信号有效时，所述第二PFC模块将启动时生成的辅助供电电压转换成工作电压并输出给所述PFC控制模块供电。

本发明的进一步设置，所述恒流控制模块包括比较单元和基准电压单元，所述基准电压单元输送第一基准电压至所述比较单元，所述比较单元将采样得的电压与所述第一基准电压比较后控制所述负载的电流恒定。

本发明的进一步设置，所述过压调整模块包括过压采样单元和信号反馈单元，所述过压采样单元采集所述负载的电压并与所述信号反馈单元内设的第二基准电压进行比较，根据比较结果输出对应的反馈信号给所述PFC控制模块。

本发明的进一步设置，所述比较单元包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第一运算放大器和第一三级管，所述第一电阻的一端均连接所述第一运算放大器的反相输入端、所述第一三极管的发射极和所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述第一电容的一端，所述电容的另一端连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一三极管的基极连接所述第一运算放大器的输出端和负载的一端，所述第一运算放大器的同相输入端连接所述基准电压单元。

本发明的进一步设置，所述基准电压单元包括第二三极管、第三三极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二电容、第一稳压管和第一基准芯片，所述第二三极管的集电极连接所述第七电阻的一端和所述第三三极管的基极，第二三极管的发射极与所述第三三极管的发射极均接地，所述第三三极管的集电极连接所述第一基准芯片的第1脚和所述第三电阻的一端，所述第一基准芯片的第2脚连接第一基准芯片的第1脚和所述第四电阻的一端，第一基准芯片的第3脚连接所述第二电容的一端和所述第一稳压管的正极，所述第二电容的另一端连接所述第四电阻的另一端、第五电阻的一端和第一稳压管的负极，所述第一稳压管的正极还连接所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接所述第五电阻的另一端与所述比较单元。

本发明的进一步设置，所述过压采样单元包括第八电阻、第九电阻、第一二管和第三电容，所述第八电容的一端与所述负载连接，所述第八电阻的另一端均连接所述第九电阻的一端、第三电容的一端，所述第九电阻的另一端连接所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接所述比较单元；所述信号反馈单元包括第二基准芯片、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第四电容、第二运算放大器、第二二极管和第一光耦，所述第十电阻的一端连接所述第二基准芯片的第1脚、第二基准芯片的第2脚和第十三电阻的一端；所述第十电阻的另一端均连接所述第十一电阻的一端与所述第二运算放大器的同相输入端，所述第二基准芯片的第3脚连接所述第十一电阻的另一端和地，所述第二运算放大器的输出端连接所述第二二极管的负极和第四电容的一端，第四电容的另一端连接第十四电阻的另一端，所述第二二极管的正极连接所述第一光耦的第2脚，所述第一光耦的第1脚连接所述第十二电阻的一端，所述第一光耦的的第4脚连接所述PFC控制模块的反馈端。

本发明的进一步设置，所述供电模块包括第四三极管、第五三极管、第二光耦、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第五电容、第三二极管和第二稳压管，所述第五三极管的集电极连接所述第二光耦的第2脚，第五三极管的发射极接地，所述第二光耦的第4脚连接所述第十六电阻的一端，所述第十六电阻的另一端连接所述第十五电阻的一端，所述第十五电阻的另一端连接所述第四三极管的集电极，所述第四三极管的发射极连接所述第五电容的一端与第三二极管的正极，所述第五电容的另一端连接所述第二稳压管的正极和地，所述第四三极管的基极连接所述第三二极管的一端、所述第二稳压管的负极和第十七电阻的一端，所述第十七电阻的另一端连接所述第二光耦的第3脚。

一种交错式PFC直驱式恒流驱动电源，包括PCB板，所述PCB板上设置有所述的交错式PFC恒流驱动电路。

一种电视机，包括所述的交错式PFC直驱式恒流驱动电源。

本发明所提供的一种交错式PFC恒流直驱电路、驱动电源和电视机，所述交错式PFC恒流直驱电路连接负载，其包括PFC控制模块、第一PFC模块和第二PFC模块，还包括恒流控制模块和过压调整模块；所述PFC控制模块控制所述第一PFC模块和所述第二PFC模块交替开启对输入交流电源进行电压转换后输出次级输出电压为负载供电，所述恒流控制模块检测所述负载的电压并根据检测结果控制所述负载电流恒定，所述过压调整模块检测所述负载接至所述恒流控制模块的电压并输出反馈信号给所述PFC控制模块，所述PFC控制模块根据反馈信号调节所述第一PFC模块和所述第二PFC模块的工作频率。所述恒流控制模块将负载电压与基准电压进行比较后控制负载电流恒定，并通过过压调整模块监测恒流控制模块，当所述第一PFC模块和所述第二PFC模块输出的次级输出电压和负载的压差较大时，通过过压调整模块反馈给PFC控制模块，进而通过PFC控制模块调整所述第一PFC模块和所述第二PFC模块工作频率或占空比，进而调整输出电压，降低恒流控制模块的压差，降低温升，保护恒流控制模块。

附图说明

图1传统的电视机电源架构的结构示意图。

图2是本发明中交错式PFC恒流直驱电路的功能模块结构图。

图3是本发明中交错式PFC恒流直驱电路的电路图。

图4是本发明中供电模块的电路图。

具体实施方式

本发明提供一种交错式PFC恒流直驱电路、驱动电源和电视机，适用于电视领域，也可适用于液晶显示器、投影仪、医疗器械军工业设备等其他领域，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”与“所述”可泛指单一个或复数个。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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。

请参阅图1，本发明提供的一种交错式PFC恒流直驱电路，其连接负载60，包括PFC控制模块10、第一PFC模块20、第二PFC模块30、恒流控制模块40和过压调整模块50；所述PFC控制模块10分别连接所述第一PFC模块20、所述第二PFC模块30和所述过压调整模块50，所述第一PFC模块20和所述第二PFC模块30的输出并联端连接所述负载60，所述负载60连接所述恒流控制模块40，所述恒流控制模块40连接所述过压调整模块50。其中，所述负载60为电视机的背光灯；所述PFC控制模块10控制所述第一PFC模块20和所述第二PFC模块30交错式工作，即控制所述第一PFC模块20和所述第二PFC模块30交替开启对输入交流电源进行电压转换后在两路PFC模块的并联输出端输出次级输出电压为负载60供电，所述恒流控制模块40检测所述负载60的电压并根据检测结果控制所述负载60的电流恒定，所述过压调整模块50判断所述负载60接至所述恒流控制模块40的电压的电压是否过压并输出对应的调节信号反馈给所述PFC控制模块10，所述PFC控制模块10根据反馈信号调节所述第一PFC模块20和所述第二PFC模块30的工作频率。

本发明提供的交错式PFC恒压驱动电路将传统的单级PFC分解为两路PFC模块，PFC控制模块10控制两路PFC模块依次交替开启实现PFC交错式工作输出次级输出电压。所述恒流控制模块40检测所述负载60的电压并根据检测结果控制所述负载60的电流恒定，并通过过压调整模块50监测恒流控制模块40，当所述第一PFC模块20和所述第二PFC模块30输出的次级输出电压和负载60的压差较大时，通过过压调整模块50反馈给PFC控制模块10，进而通过PFC控制模块10调整所述第一PFC模块20和所述第二PFC模块30的工作频率或占空比，即可调整输出电压，降低恒流控制模块40的压差，降低温升，保护恒流控制模块40。

进一步地，所述交错式PFC恒流直驱电路还包括供电模块70，所述供电模块70连接所述第二PFC模块30和所述PFC控制模块10，所述供电模块70检测输入的背光使能信号有效时，所述第二PFC模块30将启动时生成的辅助供电电压转换成工作电压并输出给所述PFC控制模块10供电。

本实施例中，请一并参阅图2与图3，所述PFC控制模块10包括PFC控制芯片U7、EMI滤波单元、整流单元BD2、预启动单元11、第一MOS管Q5和第二MOS管Q6，所述预启动单元11连接所述EMI滤波单元和PFC控制芯片U7。所述第一MOS管Q5的栅极连接所述PFC控制芯片U7的第10脚，所述第一MOS管Q5的漏极连接所述第一PFC模块20，所述第一MOS管Q5的源极连接PFC控制芯片U7的第7脚、所述第二MOS管Q6的源极和地，所述第二MOS管Q6的栅极连接所述PFC控制芯片U7的第9脚，所述第二MOS管Q6的漏极连接所述第二PFC模块30。

其中，PFC控制芯片U7采用JPX的JP0010数字芯片，通过软件设置各引脚功能，且在背光过压时，通过TSE时时监测变压器辅助绕组电压。

所述供电模块70连接所述第二PFC模块30和PFC控制芯片U7。输入交流电源电经EMI滤波单元滤波后控制所述预启动单元11开启，所述预启动单元11输出启动电压至PFC控制芯片U7，进而启动所述PFC控制芯片U7，所述PFC控制芯片U7控制第二PFC模块30开启后，所述第二PFC模块30输出辅助供电电压至供电模块70，由所述供电模块70对所述辅助供电电压VCC1进行滤波整流后输出工作电压VCC_LED至PFC控制芯片U7供电。

具体为：当PFC控制芯片U7开始工作后将控制第一MOS管Q5和第二MOS管Q6在所述PFC控制芯片U7的控制下交错式工作，即第一MOS管Q5开通时，第二MOS管Q6关断，第二MOS管Q6开通时，第一MOS管Q5关断交错式工作，使所述第一MOS管Q5和第二MOS管Q6进一步控制第一PFC模块20和第二PFC模块30交错式工作，所述第一PFC模块20和第二PFC模块30交替开启进行电压转换，此时通过第二PFC模块30原边的辅助绕组输出辅助供电电压VCC1，该辅助供电电压经所述供电模块70整流滤波后输出至PFC控制芯片U7，为所述PFC控制芯片U7提供稳定的工作电压，之后所述PFC控制芯片U7输出关断信号控制预启动单元11关闭，使得通过预启动单元11为PFC控制芯片U7提供启动电压后，可通过低压的辅助供电电压为PFC控制芯片U7供电，保证PFC控制芯片U7正常工作的同时又降低了整体功耗。

进一步地，所述第一PFC模块20包括第一变压器T1、第五二极管D5、第六二极管D6、第八电容C8和第十九电阻R19，所述第二PFC模块20包括第二变压器T2、第七二极管D7和第十电容C10，所述第六二极管D6的正极连接所述第一变压器T1的第8脚和第二变压器T2的底8脚以及第十九电阻R19的一端，所述第六二极管D6的负极连接所述第八电容C8的一端和所述负载60，所述第八电容C8的另一端连接所述第十九电阻R19的另一端，所述第五二极管D5的正极连接负载60，第五二极管D5的负极连接所述第一变压器T1的第7脚和第二变压器T2的第7脚。其中，第一变压器T1的第8脚与第二变压器T2的第8脚相连并组成第一PFC模块20和所述第二PFC模块30的输出并联端。

输入交流电源经EMI滤波单元滤波和整流单元BD2滤波整流后分别输出至第一变压器T1和第二变压器T2，以开启所述PFC控制芯片U7后，第一MOS管Q5和第二MOS管Q6在PFC控制芯片U7的控制下，进一步控制第一变压器T1和第二变压器T2，控制两个变压器交错起闭，输出电压经过第六二极管D6整流，第八电容C8滤波后使得输出次级输出电压。

本发明提供的交错式PFC恒压驱动电路将传统的单级PFC分解为两路PFC模块且控制器交错式工作，直接进行AC-DC的转换，既降低了第一变压器T1和第二变压器T2的工作温升，以及第一MOS管Q5和第二MOS管Q6的工作温升，又提高了系统独立控制的稳定性，通过控制两路PFC交错式开启和关闭实现直驱式恒压源输出，大功率且功率因素高输出，有效提高了电源效率，且无需高压电解电容以及背光BOOST恒流电路，节省了PCB面积和成本。

进一步地，所述恒流控制模块40包括比较单元41和基准电压单元42，输出第一基准电压至比较单元42，所述比较单元41将采集负载60的电压与所述第一基准电压比较，并根据比较结果控制所述负载60的电流恒定。

进一步地，所述过压调整模块50包括过压采样单元51和信号反馈单元52，所述过压采样单元51采集负载60的电压并与信号反馈单元52内设的第二基准电压进行比较，根据比较结果输出对应的反馈信号给所述PFC控制模块10，所述PFC控制模块10根据反馈信号调节所述第一PFC模块20和所述第二PFC模块30的工作频率，进而调整输出电压，降低恒流控制模块40的压差，降低温升，保护恒流控制模块40。

本实施例以负载包括第一LED灯条（LED11…LED1n）和第二LED灯条（LED21……LED2n）为例。

所述比较单元41包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第九电容C9、第一运算放大器U1和第一三级管Q3，所述第一电阻R1的一端均连接所述第一运算放大器U1的反相输入端、所述第一三极管Q1的发射极和所述第二电阻R2的一端；所述第二电阻R2的另一端通过所述第一电容C1连接所述第一运算放大器U1的输出端和所述第一三极管Q1的基极，所述第一三极管Q1的集电极连接第一LED灯条（LED11……LED1n）的一端，所述第一运算放大器U1的同相输入端连接所述基准电压单元42，所述第一电阻R1的另一端连接第二LED灯条（LED21……LED2n）的另一端和地，所述第九电容C9的一端连接第二LED灯条（LED21……LED2n）的一端和第一第五二极管D5的正极，第九电容C9的另一端连接所述第一LED灯条（LED11……LED1n）的另一端和第六二极管D6的负极。

所述基准电压单元42包括第二三极管Q2、第三三极管Q3、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第二电容C2、第一稳压管Z1和第一基准芯片U2，所述第二三极管Q2的集电极连接所述第七电阻R7的一端和所述第三三极管Q3的基极，第二三极管Q2的发射极与所述第三三极管Q3的发射极均接地，所述第二三极管Q2的基极输入PWM（脉冲宽度调制），所述第三三极管Q3的集电极连接所述第一基准芯片U2的第1脚和所述第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接第七电阻R7的另一端和供电端SVCC，所述第一基准芯片U2的第2脚连接第一基准芯片U2的第1脚和所述第四电阻R4的一端，第一基准芯片U2的第3脚连接所述第二电容C2的一端和所述第一稳压管Z1的正极，所述第二电容C2的另一端连接所述第四电阻R4的另一端、第五电阻R5的一端和第一稳压管Z1的负极，所述第一稳压管Z1的正极还连接所述第六电阻R6的一端，所述第六电阻R6的另一端连接所述第五电阻R5的另一端和第一运算放大器U1的同相输入端。

具体实施时，通过第一LRD灯条（LED1……LED1n）的电流流过电流取样电阻，即第一电阻R1，第一电阻R1取样得的微小电压反馈给第一运算放大器U1的第2脚，并和第1脚的第一基准电压进行差分比较，经第一运算放大器U1的第1脚输出对应的高低电平来控制第一三极管Q1，使第一三极管Q1工作在线性区，通过调整第一三极管Q1的c-e极电压，使得通过第一LED灯条的电流精密恒定。由于采用了交错式PFC控制电路，即可省去高压电解电容，则恒流输出的低频小纹波电压较大，传统的恒流方式无法检测到纹波电压，使得输出的纹波电流也较大，通过第一三极管Q1将微小纹波电压放大后控制恒流源，使得输出的恒流纹波更低，减小了恒流控制模块40的损耗，提高了电源效率。

例如，假设第一LED灯条需求的额定电流100mA，当流过灯条的纹波电流波峰值偏大时，第一电阻R1为5欧姆，取样得的偏大电压波峰值为0.55V，则第一LED灯条通过电流为110mA，反馈给第一运算放大器U1的第3脚并与第2脚基准电压0.5V进行差分比较，偏差的0.05V电压经第一运算放大器U1放大后输出控制第一三极管Q1，使得第一三极管Q1的c-e极电压增大，使得LED11……LED1n灯条的纹波电压波峰值降低，变为0.5V，则第一LED灯条灯条电流调整为100mA；当流过第一LED灯条的纹波电流波谷值偏小时，第一电阻R1取样得的偏小波谷电压值为0.45V，则通过第一LED灯条电流为90mA，反馈给第一运算放大器U1的第3脚并与2脚第一基准电压0.5V进行差分比较，偏差的0.05V电压经第一运算放大器U1放大后输出控制放第一三极管Q1，使得第一三极管Q1的c-e极电压减小，使得LED11……LED1n灯条的纹波电压波谷值增大，变为0.5V，则第一LED灯条电流调整为100mA。综上，LED11……LED1n灯条两端的纹波电压峰峰值（即波峰波谷值）降低，即恒定的0.5V，则第一LED灯条电流调整为恒定的100mA，进而降低了流过第一LED灯条的电流纹波，即恒定的100mA。

进一步如上所述，第一LED灯条串联上述比较单元41后再串联第二LED灯条，使得流过LED21……LED2n灯条的电流和LED11……LED1n灯条的电流一致，然后经过RC电路，即第八电容滤波C8与第十九电阻R19，并通过第六二极D6管整流后回流至回流至第一变压器T1的第7脚与第二变压器T2的第7脚的并联端，其中，变压器输出绕组采用并联式连接，增大了输出功率。

进一步如上所述，LED11……LED1n灯条串联上述比较单元41中第一电阻R1后接地，再从地接LED21……LED2n的正极，LED21……LED2n负极通过第九电容C9滤波后经第五二极管D5整流，再回流至变压器，形成环路。只要让恒流控制模块40控制灯条电流处于恒定状态就可使两串灯条的电流恒定，这样省去了一个恒流控制模块40，一个过压调整模块50，减少了滤波电容数量，减少了LED恒流电路的损耗，提高了的电源效率，同时串联式连接方式使得灯条的压差即使很大也能正常工作，可方便匹配多种屏体，降低线路成本。

其中，所述比较单元41可根据灯条的通道数量任意扩展，使得本方案实现了可匹配背光灯条任意通道数量的需求。通过恒流控制模块40控制灯条电流处于恒定状态使两串灯条的电流恒定，以达到提供LED背光灯条电压对称或不对称的恒流需求。

在进一步的实施例中，当PWM信号为高电平时，第二三极管Q2导通，第三三极管Q3的基极为低电平，第三三极管Q3截止，供电端SVCC通过第三电阻R3（限流电阻）为第一基准芯片U2提供源电压，则第一基准芯片U2产生2.5V电压，经RC滤波电路，即第四电阻R4和第二C2滤波后，再经过分压取样电路，即第五电阻R5和第六电阻R6分压取样后得较高的稳定的基准电压0.5V输送给第一运算放大器U1作为第一基准电压。此时通过第一电阻R1（电流取样电阻）采样的电压会以基准电压0.5V做为参考，使第一运算放大器U2的第1脚输出控制第一三极管Q1，输出高电平导通第一三极管Q1，使得通过第一LED灯条的电流加大，则第一电阻R1采样的电压升高至第一基准电压，最后灯的亮度变亮。

当PWM信号为低电平时，第二三极管Q2截止，第三三极管Q3的基极通过第七电阻R7上拉为高电平，第二三极管Q3导通，SVCC通过第三电阻R3被拉低，第一基准芯片U2为无源电压，则第一基准芯片U2产生0V电压，经RC滤波电路，即第四电阻R4和第二电容C2滤波后，再经过分压取样电路，即第五电阻R5和第六电阻R6分压取样后得较低的稳定的基准电压0V输送给第一运算放大器U1作为第一基准电压。此时通过第一电阻R1采样的电压会以基准电压0V做为参考，使第一运算放大器U1的第1脚输出控制调整第一三极管Q1，输出高电平导通第一三极管Q1，使得通过灯条的电流变小，则第一电阻R1采样的电压降低至第一基准电压，最后灯的亮度变暗。

在进一步的实施例中，还可以采用PWM信号进行（此时为周期脉冲信号）调光时，第二电容C2取较小的容量，PWM的高低电平控制与上述原理相似，第二三极管Q2导通，第三三极管Q3的基极为低电平，第三三极管Q3截止，供电端VCC2通过第三电阻R3限流为第一基准芯片U2提供源电压，则第一基准芯片U2产生2.5V电压，经RC滤波电路，即第四电阻R4和第二电容C2滤波后，再经过第五电阻R5和第六电阻R6分压取样后得较高的稳定的基准电压0.5V输送给第一运算放大器 U1作为第一基准电压。此时通过第一电阻R1电流采样的电压会以第一基准电压0.5V做为参考，使第一运算放大器 U1的第1脚输出控制第一三极管Q1，输出高电平导通第一三极管Q1，使得通过第一LED灯条的电流加大，则第一电阻R1采样的电压升高至基准电压，最后灯的亮度变亮。

当PWM信号为低电平时，第二三极管Q2截止，第三三极管Q3的基极通过第七电阻R7上拉为高电平，第三三极管Q3导通，供电端VCC2通过限流电阻R3被拉低，第一基准芯片U2为无源电压，则第一基准芯片U2产生0V电压，经RC滤波电路，即第四电阻R4和第二电容C2滤波后，再经过第五电阻R5和第六电阻R6分压取样后得较低的稳定的基准电压0V输送给第一运算放大器U1作为第一基准电压。此时通过第一电阻R1（电流取样电阻）采样的电压会以基准电压0V做为参考，使第一运算放大器 U1的第1脚输出控制调整第一三极管Q1，输出低电平断开第一三极管Q1，使得通过灯条的电流变小，则第一电阻R1采样的电压降低至第一基准电压，最后灯的亮度变暗；PWM所设置的频率为100-200Hz，因人眼的视觉效应，第一LED灯条工作在常亮状态。

当进行线性调光，PWM信号的高电平的占空比逐渐变大时，第二三极管Q2导通时间变长，第三三极管Q3的基极为低电平，第二三极管Q2截止，SVCC通过第三电阻R3限流为第一基准芯片U2提供源电压的时间变长，则第一基准芯片U2产生第一基准电压，第二电容C2取较大的容量，产生逐渐变大的电压，经RC滤波电路，即第四电阻R4和第二电容C2滤波后，再经过第五电阻R5和第六电阻R6分压取样后得逐渐变大的第一基准电压0-0.5V，输送给第一运算放大器U1作为第一基准电压。此时通过第一电阻R1电流采样的电压会以第一基准电压做为参考，使第一运算放大器U1的第1脚输出控制调整第一三极管Q1，输出高电平导通第一三极管Q1，使得通过灯条的电流加大，则第一电阻R1电流取样的电压升高至第一基准电压，最后第一LED灯条的亮度逐渐变亮；同理当PWM信号高电平的占空比变小时，第一LED灯条的亮度变暗。

请继续参阅图2，所述过压采样单元51包括第八电阻R8、第九电阻R9、第一二极管D1和第三电容C3；所述第八电阻R8的一端与所述负载60连接，所述第八电阻R8的另一端连接所述第九电阻R9的一端和第三电容C3的一端，所述第九电阻R9的另一端连接所述第一二极管D1的正极，所述第一二极管D1的负极连接所述信号反馈单元52，第三电容C3的另一端接地。

所述信号反馈单元52包括第二基准芯片U3、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第四电容C4、第二运算放大器U4、第二二极管D2和第一光耦U5，所述第十电阻R10的一端连接所述第二基准芯片U3的第1脚、第二基准芯片的第2脚和第十三电阻R13的一端；所述第十电阻R10的另一端均连接所述第十一电阻R11的一端和所述第二运算放大器U4的同相输入端，所述第二基准芯片U3的第3脚连接所述第十一电阻R11的另一端和地，所述第十三电阻R13的另一端连接供电端SVCC，所述第二运算放大器U4的输出端连接所述第二二极管D2的负极和第四电容C4的一端，第四电容C4的另一端连接第十四电阻R14的另一端，所述第二二极管D2的正极连接所述第一光耦U5的第2脚，所述第一光耦U5的第1脚连接所述第十二电阻R12的一端，所述第十二电阻R12的另一端连接供电端SVCC，所述第一光耦U5的的第4脚连接所述PFC控制模块10的反馈端第4脚（即PFC控制芯片U7的FB1脚）。所述第十二电阻R12用于限流为所述第一光耦U5提供源电压，所述第十三电阻R13用于限流为所述第二基准芯片U3提供源电压。

具体实施时，当变压器和第一LED灯条的压差较大时，第一LED灯条LED11……LED1n的电压经过压调整单元51反馈给第二运算放大器U4的第2脚，并经第十电阻R10和第十一电阻R11对第二基准芯片U3产生的第二基准电压进行分压采样后传输至第二运算放大器U4的第3脚，第二运算放大器U4对这两个电压比较后通过其第1脚输出第一光耦U5，控制第一光耦U5的电流，反馈至原边，进而控制PFC控制芯片U7，进而调整第一MOS管Q5和第二MOS管Q6的工作频率或占空比，进而调整输出电压，降低比较单元41中第一三极管Q1的c-e脚的电压，从而降低温升，保护恒流控制模块40。当LED11……LED1n灯条电压过高时，过稳压采样电路测到的较高电压，通过反馈给PFC控制芯片U7的4脚，进而控制反激第一变压器T1或反激第二变压器T2输出电压降低，使得输出电流整体恒定。

本发明通过过压调整模块50控制第一运算放大器U1，进而控制第一光耦U5的1-2脚电流，进而控制PFC控制芯片U7的第4脚电压，然后使PFC控制芯片U7控制第一MOS管Q5和第二MOS管Q6的开关工作频率或占空比，使输出的电压恒定。采用过压调整模块50监测恒流控制模块40，避免了当变压器输出的电压比第一LED灯条的实际电压较大时导致恒流控制模块40的温度过高而烧坏电路。

优选地，所述第一光耦U5与所述第二变压器T2之间还连接有线性稳压电路，即第六电容C6、第四二极管D4、第十八电阻R18、第四三极管Q4、第七电容C7、第五二极管D5和第三稳压管Z3，第四二极管D4的负极连接所述第六电容C6的一端、第十八电阻R18的一端和第三三极管Q3的基极；所述第六电容C6的另一端接地，所述第十八电阻R18的另一端连接所述第三三极管Q3的集电极，所述第三三极管Q3的发射极均连接所述第五二极管D5的正极、所述第七电容C7的一端以及供电端SVCC，所述第七电容C7的另一端连接所述第三稳压管Z3的正极和地，所述第三稳压管Z3的负极连接所述第五二极管D5的负极和所述第三三极管Q3的基极，所述第一光耦U5通过线性稳压电路与所述第二变压器T2连接，增加了系统的稳定性。

进一步地，所述供电模块60包括第四三极管Q5、第五三极管Q6、第二光耦U6、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第五电容C5、第三二极管D3和第二稳压管Z2，所述第五三极管Q6的集电极连接所述第二光耦U6的第2脚，第五三极管Q6的发射极接地，所述第二光耦U6的第4脚连接所述第十七电阻R17的一端，所述第十七电阻R17的另一端连接所述第十五电阻R15的一端，所述第十五电阻R15的另一端连接所述第四三极管Q5的集电极，所述第四三极管Q4的发射极连接所述第五电容C5的一端与第三二极管D3的正极，所述第五电容C5的另一端连接所述第二稳压管Z2的正极与地，所述第四三极管Q5的基极均连接所述第三二极管D3的一端、所述第二稳压管Z2的负极与第十六电阻R16的一端，所述第十六电阻R16的另一端连接所述第二光耦U6的第3脚。

在一个实施例中，当背光使能信号EN为高电平时，通过第五三极管Q6控制第二光耦U6，进而控制原边供电模块60中的第四三极管Q5导通，第四三极管输出电压VCC1，输出电压VCC1通过第十五电阻R15，第四三极管Q5输出工作电压VCC_LED，为PFC控制芯片U7提供工作电压，使得PFC控制芯片U7开始工作，并控制反激第一变压器T1和第二变压器T2振荡，输出经整流滤波后接LED11……LED1n。

优选地，开机时背光使能信号EN默认为高电平，在原边控制芯片U7正常工作状态下，PWM直接控制复边的恒流控制模块40，使得输出的LED亮度平滑可调，原边PFC控制芯片U7工作稳定，无需随PWM信号重复开关机。

当背光使能信号EN为低电平时，通过第五三极管Q6控制第二光耦U6使其截止，进而控制供电模块60中的第四三极管Q5截止，使得输出电压VCC1不通过第三二极管D3，第十五电阻R15和第四三极管Q5，输出电压VCC_LED为0，停止为PFC控制芯片U7提供工作电压，使得PFC控制芯片U7停止工作，并控制第一变压器T1和第二变压器T2停止振荡，恒流控制模块40停止工作，LED不通过电流，灯熄灭状态，且交错式PFC控制电路停止工作，输出恒流控制模块40也停止工作，降低了待机功耗。

进一步地，所述预启动单元11包括第八二极管D8、第九二极管D9、第二十电阻R20、第二十一电阻R21和第七MOS管Q7；所述第八二极管D8的正极和第九二极管D9的正极均连接所述整流单元BD2的输入端，所述第八二极管D8的负极连接所述第九二极管D9的负极、第二十电阻R20的一端和第二十一电阻R21的一端；所述第二十电阻R20的另一端连接所述第三MOS管Q7的栅极和PFC控制芯片的第11脚；所述第二十一电阻R21的另一端连接所述第三MOS管Q7的漏极，所述第三MOS管Q7的源极连接所述PFC控制芯片U7的第1脚；第七二极管D7的正极连接所述第二变压器T2的第5脚，所述第七二极管D7的负极连接所述第十电容C10的一端和PFC控制芯片U7的第12脚；所述第十电容C10的另一端接地。需说明的是，所述EMI滤波单元和整流单元均为现有技术，能实现EMI滤波以及整流功能即可，此处对其结构与连接关系不做赘述。

具体实施时，由AC断电关机到AC通电待机时，EMI滤波单元通过预启动单元11，通过第二十一电阻R21将所述第三MOS管Q7的栅极电平置高，第三MOS管Q7导通，通过PFC控制芯片U7的第1脚对12脚处连接的VCC-LED第五电容C5充电，提供启动电压，当PFC控制芯片U7启动开始工作后，PFC控制芯片U7的第9脚输出将PWM信号控制所述第二MOS管Q6，进而控制第二变压器T2振荡，所述第二变压器T2的第5脚的输出电压经第七二极管D7整流和第十电容C10滤波后输出VCC1电压，VCC1通过线性稳压电路第十五电阻R15，第三三极管Q3，第五电容C5后输出稳定电压为PFC控制芯片U7供电，然后PFC控制芯片U7的第11脚输出低电平，将第三MOS管Q7关闭，使得待机时由低压的VCC-LED电压为PFC控制芯片U7供电，降低待机功耗。

进一步如上所述，所述PFC控制模块10还包括第二十五电阻R25，所述第二十五电阻R25一端连接所述PFC控制芯片U7的第7脚和第二MOS管Q6的第3脚，所述第二十五电阻R25的另一端接地，背光输出过流和过压保护工作原理，第二十五电阻R25对电流取样后接至PFC控制芯片U7的第7脚，当输出功率过大时，在第二十五电阻R25取样的电压会大于PFC控制芯片U7的第7脚的内部参考电压，使PFC控制芯片U7过载保护而停止工作。

所述PFC控制模块10还包括第三十电阻R30好第三十一电阻R31，所述第三十一电阻R31的一端连接第三十电阻R30的一端，另一端接地，所述低三十一电阻R31的另一端连接供电端VCC1和第二变压器T2的第5脚，即通过第三十电阻R30和第三十一电阻R31采样变压器的辅助绕组输出的VCC电压，当背光第一变压器T1,第二变压器T2输出的电压过高时，初级侧辅助绕组同理也会增大，PFC控制芯片U7的第2脚通过该取样电路检测VCC的电压，使辅助绕组的电压限制在安全范围，避免使输出的电压过大而损坏灯条。

进一步地，所述PFC控制模块10还包括第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28和第二十九电阻R29；所述第二十二电阻R22的一端连接与第二十电阻R20的一端、第八二极管D8的负极和第九二极管D9的负极；所述第二十二电阻R22的另一端连接所述第二十三电阻R23的另一端和PFC控制芯片U7的第3脚，所述第二十三电阻R23的另一端接地，所述第二十六电阻R26的一端连接所述第二十七电阻R27的一端与PFC控制芯片U7的第13脚，所述第二十六电阻R26的另一端接地，所述第二十七电阻R27的另一端连接第一变压器T1的第5脚，所述第二十八电阻R28的一端连接所述第二十九电阻R29的一端和PFC控制芯片U7的第6脚另一端接地，第二十八电阻R28的另一端接地，所述第二十九电阻R29的另一端连接第七二极管D7的正极和第二变压器T2的第5脚。

PFC控制芯片U7的3脚通过检测第二十二电阻R22和第二十三电阻R23构成的交流取样电路，取样交流电压信号作为参考信号。通过电流取样电阻、即第二十六电阻R26和第二十七电阻R27和第二十八电阻R28和第二十九电阻R29分别检测第一变压器T1和第二变压器T2的初级绕组的电流，与参考信号做对比，进而控制第一MOS管Q5和第二MOS管Q6的工作频率和占空比，当全波电压大时，工作频率高，占空比小；当全波电压小时，工作频率低，占空比大，使得全波电压信号和流过变压器初级绕组的电流同相位，最终提高了功率因素，也实现了AC-DC的变换。

进一步如上所述，第二变压器T2的辅助绕组输出通过ZCD1电路，即第二十六电阻R26和第二十七电阻R27，所述第二十六电阻R26和第二十七电阻R27均连接所述PFC控制芯片的第13脚，经采样后接PFC控制芯片U7的6脚，为交错式PFC控制管理模块提供过零检测信号，使得提高PFC功率因素。

进一步如上所述，第一变压器T1输出通过ZCD2电路，即第二十八电阻R28和第二十九电阻R29，所述第二十八电阻R28和第二十九电阻R29均连接所述PFC控制芯片的第6脚，经采样后接PFC控制芯片U7的13脚，为交错式PFC控制管理模块提供过零检测信号，使得提高提高恒流输出的PFC的功率因素。

基于上述交错式PFC恒压驱动电路，本发明还相应提供一种交错式PFC恒压驱动电源，包括PCB板，所述PCB板上设置有如上所述的交错式PFC恒压驱动电路，由于上文已对所述交错式PFC恒压驱动电路进行了详细描述，此处不作详述。

本发明还相应提供一种电视机，包括如上所述的交错式PFC恒压驱动电源，由于上文已对所述交错式PFC恒压驱动电源进行了详细描述，此处不作详述。

综上所述，本发明所述提供的一种交错式PFC恒流直驱电路、驱动电源和电视机，通过将传统的单级PFC分解为两路PFC模块，控制两路PFC模块依次交替开启实现PFC交错式工作输出恒压源，直接进行AC-DC转换，无需进行升压二次转换，其大功率输出恒流源，省去了高压电解电容，背光BOOST恒流电路，提高了电源功率因素，降低了系统成本，另外，通过恒流控制模块将微小纹波电压放大后，控制恒流源，使得输出的恒流纹波更低，减小了恒流控制电路的损耗，提高了电源效率，并通过过压调整模块对负载接至恒流控制模块的电压进行监测，降低了恒流控制电路的压差，从而降低了恒流控制电路的温升，能够有效地保护恒流控制模块。

实现了应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种交错式PFC恒流直驱电路，连接负载，包括PFC控制模块、第一PFC模块和第二PFC模块，其特征在于，还包括恒流控制模块和过压调整模块；

所述PFC控制模块控制所述第一PFC模块和所述第二PFC模块交替开启对输入交流电源进行电压转换后输出次级输出电压为负载供电，所述恒流控制模块检测所述负载的电压并根据检测结果控制所述负载电流恒定，所述过压调整模块检测所述负载接至所述恒流控制模块的电压并输出反馈信号给所述PFC控制模块，所述PFC控制模块根据反馈信号调节所述第一PFC模块和所述第二PFC模块的工作频率；

所述过压调整模块包括过压采样单元和信号反馈单元，所述过压采样单元采集所述负载的电压并与所述信号反馈单元内设的第二基准电压进行比较，根据比较结果输出对应的反馈信号给所述PFC控制模块；

其中，所述PFC控制模块根据比较结果输出对应的反馈信号调节所述第一PFC模块与所述第二PFC模块的工作频率，以调整次级输出电压，并降低所述恒流控制模块的压差。

2.根据权利要求1所述的交错式PFC恒流直驱电路，其特征在于，还包括供电模块，所述供电模块检测输入的背光使能信号有效时，所述第二PFC模块将启动时生成的辅助供电电压转换成工作电压并输出给所述PFC控制模块供电。

3.根据权利要求1所述的交错式PFC恒流直驱电路，其特征在于，所述恒流控制模块包括比较单元和基准电压单元，所述基准电压单元输送第一基准电压至所述比较单元，所述比较单元将采样得的电压与所述第一基准电压比较后控制所述负载的电流恒定。

4.根据权利要求3所述的交错式PFC恒流直驱电路，其特征在于，所述比较单元包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第一运算放大器和第一三极管，所述第一电阻的一端均连接所述第一运算放大器的反相输入端、所述第一三极管的发射极和所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一三极管的基极连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一三极管的集电极连接所述负载的一端，所述第一运算放大器的同相输入端连接所述基准电压单元。

5.根据权利要求3所述的交错式PFC恒流直驱电路，其特征在于，所述基准电压单元包括第二三极管、第三三极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第二电容、第一稳压管和第一基准芯片，所述第二三极管的集电极连接所述第七电阻的一端和所述第三三极管的基极，第二三极管的发射极与所述第三三极管的发射极均接地，所述第三三极管的集电极连接所述第一基准芯片的第1脚和所述第三电阻的一端，所述第一基准芯片的第2脚连接第一基准芯片的第1脚和所述第四电阻的一端，第一基准芯片的第3脚连接所述第二电容的一端和所述第一稳压管的正极，所述第二电容的另一端连接所述第四电阻的另一端、第五电阻的一端和第一稳压管的负极，所述第一稳压管的正极还连接所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接所述第五电阻的另一端与所述比较单元。

6.根据权利要求1所述的交错式PFC恒流直驱电路，其特征在于，所述过压采样单元包括第八电阻、第九电阻、第一二极管和第三电容，所述第八电阻的一端与所述负载连接，所述第八电阻的另一端均连接所述第九电阻的一端、第三电容的一端，所述第九电阻的另一端连接所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接所述信号反馈单元；所述信号反馈单元包括第二基准芯片、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第四电容、第二运算放大器、第二二极管和第一光耦，所述第十电阻的一端连接所述第二基准芯片的第1脚、第二基准芯片的第2脚和第十三电阻的一端；所述第十电阻的另一端均连接所述第十一电阻的一端和所述第二运算放大器的同相输入端，所述第二基准芯片的第3脚连接所述第十一电阻的另一端和地，所述第二运算放大器的输出端连接所述第二二极管的负极和第四电容的一端，第四电容的另一端连接第十四电阻的另一端，所述第二二极管的正极连接所述第一光耦的第2脚，所述第一光耦的第1脚连接所述第十二电阻的一端，所述第一光耦的的第4脚连接所述PFC控制模块的反馈端。

7.根据权利要求2所述的交错式PFC恒流直驱电路，其特征在于，所述供电模块包括第四三极管、第五三极管、第二光耦、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第五电容、第三二极管和第二稳压管，所述第五三极管的集电极连接所述第二光耦的第2脚，第五三极管的发射极接地，所述第二光耦的第4脚连接所述第十七电阻的一端，所述第十七电阻的另一端连接所述第十五电阻的一端，所述第十五电阻的另一端连接所述第四三极管的集电极，所述第四三极管的发射极连接所述第五电容的一端和第三二极管的正极，所述第五电容的另一端连接所述第二稳压管的正极和地，所述第四三极管的基极连接所述第三二极管的负极、所述第二稳压管的负极和第十六电阻的一端，所述第十六电阻的另一端连接所述第二光耦的第3脚。

8.一种交错式PFC直驱式恒流驱动电源，包括PCB板，其特征在于，所述PCB板上设置有如权利要求1至7任一项所述的交错式PFC恒流直驱电路。

9.一种电视机，其特征在于，包括如权利要求8所述的交错式PFC直驱式恒流驱动电源。

Images