CN110769173B - 一种电视电源系统及电视机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电视电源系统及电视机，所述系统包括：输入处理模块、功率因数校正及谐振模块、输出处理模块、反馈模块、恒流模块；所述输入处理模块接入交流电并对交流电进行处理，所述功率因数校正及谐振模块对经过处理的交流电进行功率因数校正、产生谐振并电源输出电压；所述输出处理模块对电源输出电压进行处理，然后为恒流模块供电；所述反馈模块对电源输出电压进行补正。本发明通过电源直接驱动恒流模块，省去了传统的升压BOOST电路或降压BUCK电路，减少了一级能量转换的损耗，提高了整个电源的转换效率。

Description

一种电视电源系统及电视机

技术领域

本发明涉及电源控制领域，特别涉及一种电视电源系统及电视机。

背景技术

目前，电视机电源控制主要分为反激拓扑控制、半桥谐振(Half BridgeResonant，HBR)拓扑控制及功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)电路控制。对于小功率电源(75W以下)主要使用反激拓扑架构，对于中大功率电源(82W以上)主要采用PFC+LLC架构方案控制。

由于中大尺寸的LED电视直下式背光模组的功率较大，通道数一般在1CH-5CH之间，传统LED电视电源方案普遍采用电源+BOOST升压恒流方案或BUCK降压恒流方案。

但是电源输出经升压BOOST电路或降压BUCK电路为LED背光模组供电，该功率电路损耗较大，恒流电路转换效率较低，不利于LED电视整机能效的提高。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种电视电源系统及电视机，通过电源直接驱动恒流模块，省去了传统的升压BOOST或降压BUCK电路，减少了一级能量转换的损耗，提高了整个电源的转换效率。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种电视电源系统，包括：输入处理模块、功率因数校正及谐振模块、输出处理模块、反馈模块、恒流模块；

所述输入处理模块接入交流电并对交流电进行处理，所述功率因数校正及谐振模块对经过处理的交流电进行功率因数校正、产生谐振并电源输出电压；所述输出处理模块对电源输出电压进行处理，然后为恒流模块供电；所述反馈模块对电源输出电压进行补正。

所述输入处理模块包括EMI滤波电路和整流电路；所述EMI滤波电路滤除电磁干扰，再由整流电路整流后输出至功率因数校正及谐振模块。

所述功率因数校正及谐振模块包括功率因数校正单元、LLC谐振单元；所述功率因数校正单元输出PFC电压至所述LLC谐振电路，所述LLC谐振电路产生谐振并生成电源输出电压为恒流模块供电。

所述LLC谐振电路包括：PFC及LLC控制器、第一MOS管、第二MOS管、第一电容、变压器；

所述PFC及LLC控制器与第一MOS管、第二MOS管、第一电容、变压器组成谐振网络，产生谐振并有变压器生成电源输出电压。

所述输出处理模块包括第一整流滤波电路、第二整流滤波电路和DC-DC转换器；所述第一整流滤波电路与第二整流滤波电路分别将变压器输出的两路电源输出电压进行滤波然后输出，所述第一整流滤波电路整流后输出至恒流模块，所述第二整流滤波电路整流后经过DC-DC转换器进行电压变换再输出至恒流模块和主板模块。

所述反馈模块包括反馈单元，所述反馈单元接收恒流模块的反馈对整流后的电源输出电压进行补偿。

所述恒流模块包括：若干个背光灯条和若干个恒流控制器；所述第一整流滤波电路电源输出电压直接驱动背光灯条；所述恒流控制器与第一整流滤波电路及背光灯条连接，用于过压保护；所述恒流控制器还与DC-DC转换器及电视主板连接。

所述恒流控制器内置调光MOS管，所述调光MOS管与背光灯条连接，实现灯条电流闭环控制。

所述所述DC-DC转换器为轻载高效DC-DC转换器。

一种电视机，包括电视机主体，设置在电视机主体内的、如上文任一项所述的电视电源系统，以及与所述电视电源系统连接的主板、屏体玻璃T-CON板。

相较于现有技术，本发明提供的电视电源系统及电视机中，所述系统包括：输入处理模块、功率因数校正及谐振模块、输出处理模块、反馈模块、恒流模块；所述输入处理模块接入交流电并对交流电进行处理，所述功率因数校正及谐振模块对经过处理的交流电进行功率因数校正、产生谐振并电源输出电压；所述输出处理模块对电源输出电压进行处理，然后为恒流模块供电；所述反馈模块对电源输出电压进行补正。本发明通过电源直接驱动恒流模块，省去了传统的升压BOOST电路或降压BUCK电路，减少了一级能量转换的损耗，提高了整个电源的转换效率。

附图说明

图1为本发明提供的电视电源系统的结构框图；

图2为本发明提供的电视电源系统的电源部分电路图；

图3为本发明提供的电视电源系统的侧面恒流模块的电路图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的问题，本发明中提供一种电视电源系统及电视机，通过电源直接驱动恒流模块，省去了传统的升压BOOST电路或降压BUCK电路，减少了一级能量转换的损耗，提高了整个电源的转换效率。

本发明的具体实施方式是为了便于对本发明的技术构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果做更为详细的说明。需要说明的是，对于这些实施方式的解释说明并不构成对本发明的保护范围的限定。此外，下文所述的实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间不构成冲突就可以相互组合。

由于现有的电视电源系统均需要通过升压BOOST电路或降压BUCK电路进行转换才能够为LED背光模组供电，转化过程损耗大，转换效率低，不利于LED电视整体能效的提高；因此，亟需一种电视电源系统，使得电源能够直接驱动恒流模块进行工作，节省能耗，提高电源转换效率。

综上所述，请参阅图1，本发明提供了一种电视电源系统，包括输入处理模块100、功率因数校正及谐振模块200、输出处理模块300、反馈模块400、恒流模块500；所述输入处理模块100接入交流电，所述交流电的大小可在100～240V之间，所述输入处理模块100对输入的交流进行电磁干扰滤波处理，并将滤波后的交流电进行整流后传至功率因数校正及谐振模块200；由所述功率因数校正及谐振模块200对整流后的交流电进行功率因数校正，再产生谐振得到电源输出电压直接为恒流模块500进行供电；在恒流模块500工作过程中，实时发送反馈信号至反馈模块400，所述反馈模块400根据反馈信号对电源输出电压进行补正。本发明实施例通过电源直接驱动恒流模块500，省去了传统的升压BOOST电路或降压BUCK电路，减少了一级能量转换的损耗，提高了整个电源的转换效率。

具体的，请参阅图2，所述输入处理模块100包括EMI滤波电路101和整流电路102，所述EMI滤波电路101滤除输入交流电的电磁干扰，并通过整流电路102整流输出至功率因数校正及谐振模块200。

所述功率因数校正及谐振模块200包括功率因数校正单元201和LLC谐振单元202，所述功率因数校正单元201进行功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)，并输出PFC电压，所述LLC谐振单元202接收PFC电压并产生谐振，以生成电源输出电压。

进一步的，请继续参阅图2，所述LLC谐振单元202中具体包括：PFC及LLC控制器U0、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第一电容C1、变压器T0、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一二极管。

具体实施时，本实施例中，在开机后，功率因数校正单元201输出PFC电压，PFC电压经过第一MOS管Q1和第二MOS管Q2、第一电容C1、变压器T0、PFC及LLC控制器U0形成谐振网络。开机后，通过PFC及LLC控制器U0的HV脚实现功率因数校正及谐振模块200的启动；当PFC电压接入HV脚之后，高压启动HV为PFC及LLC控制器U0供电，此时，第一MOS管Q1导通，所述第一MOS管Q1、变压器T0辅助绕组N1、第一电容C1、第二MOS管Q2组成的谐振网络开始工作，变压器T0辅助绕组N2通过第一二极管向PFC及LLC控制器U0单向稳定持续供电，HV高压启动断开，LLC谐振单元202正常工作。之后，PFC及LLC控制器U0分别输出第一驱动信号HO和第二驱动信号LO，控制第一MOS管Q1和第二MOS管Q2的导通和关断，与变压器T0T0形成谐振变换网络，再通过变压器T0生成两路电源输出电压输出至恒流模块500。

具体电路连接关系为：所述PFC及LLC控制器U0的HV脚与所述第一电阻R1，所述第一电阻R1还与所述功率因数校正单元201、第四电容C4及第一MOS管Q1的漏极连接，所述第四电容还接地；所述PFC及LLC控制器U0的SNS脚与第二电阻R2连接及第三电阻R3连接，所述第三电阻R3还接地，所述第二电阻R2还与所述EMI滤波单元及整流单元连接；所述PFC及LLC控制器U0的HO脚与所述第五电阻R5连接，所述第五电阻R5还与所述第一MOS管Q1的栅极连接；所述PFC及LLC控制器U0的HB脚与所述第一MOS管Q1的源极、第二MOS管Q2的漏极以及变压器T0的第一脚连接，所述变压器T0的第二脚与所述第一电容C1和第二电容C2连接，所述第一电容C1与所述第二MOS管Q2的源极连接并接地，所述第二MOS管Q2的栅极与所述第四电阻R4连接，所述第四电阻R4还与所述PFC及LLC控制器U0的LO脚连接，所述第二电容C2还与所述PFC及LLC控制器U0的CS脚连接；所述PFC及LLC控制器U0的PFC Driver脚与所述功率因数校正单元201连接，所述PFC及LLC控制器U0的VCC脚与所述第三电容C3及第一二极管的输出端连接，所述PFC及LLC控制器U0的FB脚与所述反馈模块400连接，所述第三电容C3还接地，所述第一二极管的输入端与变压器T0的第三脚连接，所述变压器T0的第四脚接地，所述变压器T0的第六脚、第九脚、第十脚和第十二脚与所述输出处理模块300连接。

具体的，所述输出处理模块300具体包括：第一整流滤波电路301、第二整流滤波电路302和DC-DC转换器303。所述第一整流滤波电路301的输入端与所述变压器T0的第十脚和第十二脚连接，所述第二整流滤波电路302的输入端与所述变压器T0的第六脚和第九脚连接，所述DC-DC转换器303的输入端与所述第二整流滤波电路302的输出端及反馈模块400连接，所述DC-DC转换器303的输出端及第一整流滤波电路301的输出端均与恒流模块500连接，所述第一整流滤波电路301的输出端还反馈模块400连接。

具体实施时，本实施例中，所述第一整流滤波电路301和第二整流滤波电路302分别接收一路电源输出电压，并分别对所接收的电源输出电压进行整流滤波。所述第一整流滤波电路301将一路电源输出电压进行整流滤波处理后，得到第一输出电压Vout1直接输出至恒流模块500，所述第二整流滤波电路302将另一路电源输出电压进行整流滤波处理后，得到第二输出电压Vout2输出至DC-DC转换器303，所述DC-DC转换器303将电压转换为+12V电压输出至恒流模块500，同时为电视主板、屏体玻璃T-CON板、功放及外接设备供电。

所述反馈模块400包括反馈单元401、第六电阻R6和第七电阻R7，所述反馈单元401的第一端与所述第六电阻R6连接，所述第六电阻R6还与所述第一整流滤波电路301的输出端连接，所述反馈单元401的第二端与所述第七电阻R7连接，所述第七电阻R7还与所述第二整流滤波电路302的输出端及DC-DC转换器303的输入端连接，所述反馈单元401的第四端与所述PFC及LLC控制器U0的FB脚连接；

请参阅图3，所述恒流模块500包括若干个背光灯条LED(第一背光灯条LED1、第二背光灯条LED2……第n背光灯条LEDn)、若干个恒流控制器U(第一恒流控制器U1、第二恒流控制器U2、……、第n恒流控制器Un)；具体的，以一组背光恒流模组(包括一个背光灯条LED和一个恒流控制器U)为例，所述恒流模块500具体包括第一背光灯条LED1、第一恒流控制器U1、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十五电阻R15；所述第一背光灯条LED1的输入端与第一整流滤波电路301的输出端连接，所述第一背光灯条LED1的输出端与所述第一恒流控制器U1的ISEN脚连接，所述第一恒流控制器U1的VCC脚与所述DC-DC转换器303的输出端连接，所述第一恒流控制器U1的VREF脚与所述第五电容C5连接，所述第一恒流控制器U1的ISET脚与所述第八电阻R8连接，所述第五电容C5和第八电阻R8还接地，所述第一恒流控制器U1的FB脚与第九电阻R9连接，所述第九电阻R9与反馈单元401的第三端连接，所述第一恒流控制器U1的PWM脚与电视主板连接，所述第一恒流控制器U1的ENA脚与第十电阻R10及所述第十五电阻R15连接，所述第十五电阻R15与电视主板连接，所述第一恒流控制器U1的OVP脚与第十一电阻R11及第十二电阻R12连接，所述第十一电阻R11还与第一整流滤波电路301及第一背光灯条LED1的输入端连接，所述第一恒流控制器U1的LPF脚与所述第六电容C6连接，所述第一恒流控制器U1的GND脚、所述第十电阻R10、第十二电阻R12、第六电容C6均接地。需要说明的是，所述以一个背光灯条LED和一个恒流控制器U为一组背光恒流模组，在恒流模块500中可设置多组背光恒流模组，背光恒流模组之间以并联的方式与第一整流滤波电路301、DC-DC转换器303、反馈电路及电视主板连接。

具体实施时，本实施例中，所述DC-DC转换器303输出的+12V电压向电视主板及恒流控制器U等供电，所述电视主板接收到+12V电压正常工作后，所述恒流控制器U的VCC达到12V，主板发出PWM调光信号至恒流控制器U，经过t时间后，再发出ENA使能信号以使恒流控制器U正常工作，所述第一整流滤波电路301输出的第一输出电压Vout1直接向背光灯条LED供电，所述背光灯条LED被点亮，电视机正常工作。本实施例中，由电源直接驱动背光灯条LED，省去了传统的升压BOOST或降压BUCK电路，减少了以及能量转换，提高整个电源的转换效率节能降耗。特别的，可节省能耗达到5％～8％。

所述DC-DC转换器303为轻载DC-DC转换器，当电视电源系统进入待机状态时，主板发出的ENA使能信号和PWM调光信号依次掉电，背光关闭，+12V负载由额定负载变为轻载状态，DC-DC转换器303进入轻载工作模式，同时PFC及LLC控制器U0进入Burst工作模式，实现系统轻载待机模式。本发明中，通过在电视电源系统中增加DC-DC转换器303，既保证了主板供电系统的稳定性，实现了整机待机低功耗，又使得电路更加简洁，电源成本更低。

更进一步的，本实施例中，所述恒流控制器U一一对应控制背光灯条LED，形成一组背光恒流模组；由于所述恒流模块500中包括多个恒流控制器U和背光灯条LED，因此所述背光灯条LED之间采用并联方式连接，所述恒流控制器U也采用并联方式连接。具体实施时，本实施例中，当电源系统启动后，第一整流滤波电路301输出第一输出电压Vout1，为背光灯条LED所有背光灯条LED供电，每个背光灯条LED以并联的方式接在第一整流滤波电路301的输出端；同时，DC-DC转换器303+12V电压为所有恒流控制器U供电，每个恒流控制器U之间以并联的方式接在DC-DC转换器303的输出端。当主板发出PWM调光信号以及ENA使能信号控制恒流控制器U正常工作后，实现背光恒流控制，背光灯条LED被点亮。由于恒流控制器U与背光灯条LED为一对一控制，且每组之间为并联，当需要增加或减少背光灯条LED和恒流控制器U的数量时，在电路中并入或删除一组背光灯条LED和恒流控制器U即可，实现了背光恒流模组(即包括背光灯条LED和恒流控制器U)的可扩展。

进一步的，本实施例中，在恒流控制器U中引入反馈功能，通过恒流控制器U的FB脚向反馈单元401发送反馈信号。在实际应用中，当背光恒流模组为多通道(有多组背光恒流模组)时，恒流控制器U并联，其中某一路或几路因灯珠电压偏差引起整条背光灯条LED电压低于设定的第一输出电压Vout1(所述第一输出电压Vout1随背光恒流模组的多少进行设定)时，不需要进行反馈调节；当其中某一路或几路因灯珠电压偏差引起整条背光灯条LED电压高于设定的第一输出电压Vout1，恒流控制器U的FB脚将反馈信号发送至反馈单元401，所述反馈单元401接收到反馈信号后，根据接收到的反馈信号对第一输出电压Vout1进行补正，拉高第一输出电压Vout1，以保证背光灯条LED正常供电。特别的，每个背光灯条LED通过ISEN脚与恒流控制器U连接，所述恒流控制器U内置有调光MOS，以调节背光亮度，实现背光灯条LED电流的闭环控制，从而达到背光灯条LED电流恒定的目的。

更进一步的，本实施例中，由于采用电源直接驱动背光灯条LED的方式，为了避免当经过第六电阻R6的反馈环路异常或电源异常导致输出电压过高时，而引起灯条损坏；通过恒流控制器U的OVP脚与灯条的输入端及第一整流滤波电路301的输出端连接，形成过压保护，当电压过高时进行分压，实现保护背光灯条LED的目的。

基于上述电视电源系统，本发明还提供一种电视机，包括电视机主体，设置在电视机主体内的、如上文任一项所述的电视电源系统，以及与所述电视电源系统连接的主板、屏体玻璃T-CON板。由于所述电视电源系统已在上文进行了详细描述，在此不再赘述。

综上所述，本发明提供的电视电源系统及电视机中，所述系统包括：输入处理模块、功率因数校正及谐振模块、输出处理模块、反馈模块、恒流模块；所述输入处理模块接入交流电并对交流电进行处理，所述功率因数校正及谐振模块对经过处理的交流电进行功率因数校正、产生谐振并电源输出电压；所述输出处理模块对电源输出电压进行处理，然后为恒流模块供电；所述反馈模块对电源输出电压进行补正。本发明通过电源直接驱动恒流模块，省去了传统的升压BOOST电路或降压BUCK电路，减少了一级能量转换的损耗，提高了整个电源的转换效率。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种电视电源系统，其特征在于，包括：输入处理模块、功率因数校正及谐振模块、输出处理模块、反馈模块、恒流模块；

所述输入处理模块接入交流电并对交流电进行处理，所述功率因数校正及谐振模块对经过处理的交流电进行功率因数校正、产生谐振并输出电源输出电压；所述输出处理模块对所述电源输出电压进行处理，并为恒流模块供电；所述反馈模块对所述电源输出电压进行补正；

所述功率因数校正及谐振模块包括功率因数校正单元、LLC谐振单元；所述功率因数校正单元输出PFC电压至所述LLC谐振单元，所述LLC谐振单元产生谐振并生成电源输出电压为恒流模块供电；

所述LLC谐振单元包括：PFC及LLC控制器、第一MOS管、第二MOS管、第一电容、变压器；所述PFC及LLC控制器与第一MOS管、第二MOS管、第一电容、变压器组成谐振网络，产生谐振并与变压器生成电源输出电压；

PFC及LLC控制器的PFC Driver脚与所述功率因数校正单元连接，所述PFC及LLC控制器的VCC脚与第三电容及第一二极管的输出端连接，所述PFC及LLC控制器的FB脚与所述反馈模块连接；

所述PFC及LLC控制器的HV脚与第一电阻连接，所述第一电阻还与所述功率因数校正单元、第四电容及所述第一MOS管的漏极连接，所述第四电容接地；

所述PFC及LLC控制器的SNS脚与第二电阻连接；

所述PFC及LLC控制器的HO脚与第五电阻连接，所述第五电阻还与所述第一MOS管的栅极连接；

所述PFC及LLC控制器的HB脚与所述第一MOS管的源极、第二MOS管的漏极以及变压器的第一脚连接，所述变压器的第二脚与所述第一电容和第二电容连接，所述第一电容与所述第二MOS管的源极连接并接地，所述第二MOS管的栅极与第四电阻连接，所述第四电阻还与所述PFC及LLC控制器的LO脚连接，所述第二电容还与所述PFC及LLC控制器的CS脚连接；

所述恒流模块包括：若干个背光灯条和若干个恒流控制器，所述恒流控制器一一对应控制背光灯条LED并形成一组背光恒流模组；当背光恒流模组为多通道时，某一路或几路因灯珠电压偏差引起整条背光灯条LED电压低于设定的第一输出电压时，不需要进行反馈调节；其中，所述第一输出电压随背光恒流模的多少进行设定；

当其中某一路或几路因灯珠电压偏差引起整条背光灯条LED电压高于设定的第一输出电压，所述恒流控制器的FB脚将反馈信号发送至反馈单元，所述反馈单元接收到反馈信号后，根据接收到的反馈信号对第一输出电压进行补正，拉高第一输出电压，以保证背光灯条LED正常供电；其中，每个背光灯条LED通过ISEN脚与所述恒流控制器连接。

2.根据权利要求1所述的电视电源系统，其特征在于，所述输入处理模块包括EMI滤波电路和整流电路；所述EMI滤波电路滤除电磁干扰，再由整流电路整流后输出至功率因数校正及谐振模块。

3.根据权利要求2所述的电视电源系统，其特征在于，所述输出处理模块包括第一整流滤波电路、第二整流滤波电路和DC-DC转换器；所述第一整流滤波电路与第二整流滤波电路分别将变压器输出的两路电源输出电压进行滤波然后输出，所述第一整流滤波电路整流后输出至恒流模块，所述第二整流滤波电路整流后经过DC-DC转换器进行电压变换再输出至恒流模块。

4.根据权利要求3所述的电视电源系统，其特征在于，所述反馈模块包括反馈单元，所述反馈单元接收恒流模块的反馈对整流后的两路电源输出电压进行补偿。

5.根据权利要求4所述的电视电源系统，其特征在于，所述第一整流滤波电路电源输出电压直接驱动背光灯条；所述恒流控制器与第一整流滤波电路及背光灯条连接，用于过压保护；所述恒流控制器还与DC-DC转换器及电视主板连接。

6.根据权利要求5所述的电视电源系统，其特征在于，所述恒流控制器内置调光MOS管，所述调光MOS管与背光灯条连接，用于实现灯条电流闭环控制。

7.根据权利要求6所述的电视电源系统，其特征在于，所述DC-DC转换器为轻载DC-DC转换器。

8.一种电视机，其特征在于，包括电视机主体，设置在电视机主体内的、如权利要求1～7任一项所述的电视电源系统，以及与所述电视电源系统连接的主板、屏体玻璃T-CON板。

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