CN110971850B - 一种恒压恒流的开关电源和电视机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种恒流恒压的开关电源和电视机，所述恒流恒压的开关电源包括开关控制模块、PFC控制模块、过压调整模块、恒压控制模块和恒流控制模块；开关控制模块将电源电压进行滤波处理后分别输出供电电压至第一灯条组和主板；过压调整模块根据第一灯条组的输出电压输出第一采样电压至恒压控制模块；恒压控制模块对供电电压进行采样后得到第二采样电压、并根据第一采样电压或第二采样电压输出反馈信号至PFC控制模块；PFC控制模块根据反馈信号控制开关控制模块输出恒定的供电电压；恒流控制模块根据第一灯条组的输出电流控制第二灯条组的输入电流，并控制输出电流恒定，实现恒压和恒流的同步供电，提高电源效率降低了待机功耗。

Description

一种恒压恒流的开关电源和电视机

技术领域

本发明涉及电源技术领域，特别涉及一种恒压恒流的开关电源和电视机。

背景技术

随着AIOT(人工智能物联网)产品的大量推广，以往大多数反激开关电源都需要高压电解电容对整流后的电压进行滤波，而该器件成本最高，占PCB面积最大，且高压电解电容主要影响电源的使用寿命，可靠性较低，容易出现大电解电容鼓包、爆炸、燃烧等问题。此外，高压电解电容的使用影响了电源的机贴率，生产还需做引脚成型等工艺，增加了生产工艺难度，维修者易被高压电解上未放完的电击伤。

如图1所示，传统的AIOT产品及电视机电源架构采用普通反激控制电源，需体积较大的高压电解电容，占较大的设计空间且成本较高，且高压大体积电解电容不易实现可机贴性，市场损坏率较高。此外，其恒压输出电源输出的24V需经过DC-DC恒流转换升压后给背光灯条供电，会使得电源转换效率低，且增加了恒流板的成本。

如图2所示，采用单级PFC反激式控制，无需体积较大的高压电解电容，节省了设计空间且成本降低了，且使整版电源实现可机贴性，降低市场损坏率。采用恒压恒流同步输出，无需DC-DC升压二次转换，将恒压恒流源同步输出供电的方式集成在一个架构中，输出恒压、恒流源，环路各自控制，可匹配任意背光通道的恒流需求，且恒压不受LED灯压差偏差的交叉影响，提高了电源效率，降低了系统成本。

但是现的电源中单级PFC控制电路输出接两个灯条电压一致，且需要两个恒流电路控制各自的LED灯条，增加了成本，恒流损耗较大，温升较高，且对灯条的匹配范围狭窄；或者单级PFC控制电路输出只有恒流控制电路，不能大功率输出恒压源给机芯板供电，且待机时需关闭PFC控制电路，仅适用于恒流大功率输出需求，需另外的恒压源。

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恒压恒流的开关电源和电视机，实现了恒压和恒流的同步供电，且能够有效降低恒流的损耗，提高电源效率，同时降低待机时高压供电的待机功耗。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种恒流恒压的开关电源，其与第一灯条组和第二灯条组连接，包括开关控制模块、PFC控制模块、过压调整模块、恒压控制模块和恒流控制模块；所述开关控制模块将电源电压进行滤波处理后分别输出供电电压至所述第一灯条组和主板；所述过压调整模块根据所述第一灯条组的输出电压输出第一采样电压至所述恒压控制模块；所述恒压控制模块对所述供电电压进行采样后得到第二采样电压、并根据所述第一采样电压或所述第二采样电压输出反馈信号至所述PFC控制模块；所述PFC控制模块根据所述反馈信号控制所述开关控制模块输出恒定的供电电压；所述恒流控制模块根据所述第一灯条组的输出电流控制所述第二灯条组的输入电流，并控制所述输出电流恒定。

所述的恒流恒压的开关电源中，所述恒压控制模块包括基准产生单元、反馈单元和采样单元，所述基准产生单元为所述反馈单元提供参考电压，所述采样单元对所述供电电压进行采样后输出第二采样电压至反馈单元，所述反馈单元根据所述第一采样电压或第二采样电压和所述参考电压输出反馈信号至所述PFC控制模块。

所述的恒流恒压的开关电源中，所述PFC控制模块包括PFC控制单元、开关单元、高压供电单元和高压切换单元，所述高压供电单元为所述PFC控制单元提供启动电流，所述高压切换单元在所述PFC控制单元启动后控制所述高压供电单元断开；所述PFC控制单元根据所述反馈信号控制所述开关单元的工作状态，进而控制所述开关控制模块输出恒定的供电电压。

所述的恒流恒压的开关电源中，所述恒流控制模块包括恒流控制单元和PWM调光单元；所述恒流控制单元根据所述输出电流和基准电压控制所述第一灯条组的输出电流恒定；所述PWM调光单元根据调光信号输出不同的基准电压至所述恒流控制单元，使得所述恒流控制单元根据不同的基准电压调节所述第一灯条组的亮度。

所述的恒流恒压的开关电源中，所述基准产生单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一基准电压源；所述第一电阻的一端接电，所述第一电阻的另一端连接所述第一基准电压源的阴极、基准端和所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端和所述第三电阻的一端均连接所述反馈单元，所述第三电阻的另一端和所述第一基准电压源的阳极接地。

所述的恒流恒压的开关电源中，所述反馈单元包括光电耦合器、第四电阻、第五电阻、第一电容和第一运算放大器；所述第一运算放大器的同相输入端连接所述第二电阻的另一端和所述第三电阻的一端，所述第一运算放大器的反相输入端连接所述过压调整模块，所述第一运算放大器的输出端连接所述第四电阻的一端和所述光电耦合器的第2脚；所述第四电阻的另一端通过第一电容连接所述采样单元和所述过压调整模块；所述光电耦合器的第1脚通过所述第五电阻接电。

所述的恒流恒压的开关电源中，所述采样单元包括第六电阻和第七电阻；所述第六电阻的一端和所述第七电阻的一端均连接所述第一运算放大器的反相输入端，所述第七电阻的另一端接地，所述第六电阻的另一端连接所述开关控制模块。

所述的恒流恒压的开关电源中，所述PFC控制单元包括控制芯片，所述开关单元包括第一MOS管；所述控制芯片的第9脚连接所述第一MOS管的栅极，所述第一控制芯片的第7脚连接所述第一MOS管的源极，所述控制芯片的第3脚连接所述高压供电单元，所述控制芯片的第2脚连接所述开关控制模块，所述控制芯片的第11脚和第1脚连接所述高压切换单元；所述第一MOS管的源极接地，所述第一MOS管的漏极连接所述开关控制模块。

所述的恒流恒压的开关电源中，所述高压供电单元包括第一二极管和第二二极管，所述高压切换单元包括第八电阻、第九电阻和第二MOS管，所述第一二极管的正极所述开关控制模块，所述第一二极管的负极连接所述第二二极管的负极、所述第八电阻的一端和所述第九电阻的一端，所述第二二极管的正极连接所述开关控制模块，所述第八电阻的另一端连接所述第二MOS管的漏极，所述第九电阻的另一端连接所述控制芯片的第11脚和所述第二MOS管的栅极，所述第二MOS管的源极连接所述控制芯片的第1脚。

一种电视机，包括如上所述的恒流恒压的开关电源。

相较于现有技术，本发明提供的一种恒流恒压的开关电源和电视机，所述恒流恒压的开关电源与第一灯条组和第二灯条组连接，包括开关控制模块、PFC控制模块、过压调整模块、恒压控制模块和恒流控制模块；所述开关控制模块将电源电压进行滤波处理后分别输出供电电压至所述第一灯条组和主板；所述过压调整模块根据所述第一灯条组的输出电压输出第一采样电压至所述恒压控制模块；所述恒压控制模块对所述供电电压进行采样后得到第二采样电压、并根据所述第一采样电压或所述第二采样电压输出反馈信号至所述PFC控制模块；所述PFC控制模块根据所述反馈信号控制所述开关控制模块输出恒定的供电电压；所述恒流控制模块根据所述第一灯条组的输出电流控制所述第二灯条组的输入电流，并控制所述输出电流恒定，实现了恒压和恒流的同步供电，且能够有效降低恒流的损耗，提高电源效率，同时降低待机时高压供电的待机功耗。

附图说明

图1和图2为现有的开关电源的结构框图；

图3为本发明提供的恒压恒流的开关电源的结构框图；

图4为本发明提供的恒压恒流的开关电源中恒压控制模块、恒流控制单元、PFC控制模块和开关控制模块的电路原理图；

图5为本发明提供的恒压恒流的开关电源中PWM调光单元的电路原理图。

具体实施方式

本发明提供一种恒压恒流的开关电源和电视机，实现了恒压和恒流的同步供电，且能够有效降低恒流的损耗，提高电源效率，同时降低待机时高压供电的待机功耗。

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施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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图3，本发明提供的恒流恒压的开关电源，其与第一灯条组和第二灯条组连接，包括滤波模块100、整流模块、开关控制模块200、整流桥300、PFC控制模块400、过压调整模块500、恒压控制模块600和恒流控制模块700，所述滤波模块100的输入端连接交流电源，所述滤波模块100的输出端连接整流模块和所述PFC控制模块400，所述整流模块还连接所述开关控制模块200，所述开关控制模块200还分别连接所述整流桥300、所述PFC控制模块400和所述恒压控制模块600，所述PFC控制模块400还连接所述恒压控制模块600；所述恒压控制模块600还通过所述过压调整模块500连接所述第一灯条组的输出端，所述第一灯条组的输入端连接所述整流桥300；所述第一灯条组的输出端还连接所述恒流控制模块700，所述恒流控制模块700还连接所述第二灯条组的输入端，所述第二灯条组的输出端连接所述整流桥300。

本发明中所述交流电源输出的电源电压经所述滤波模块100进行滤波处理后输出至所述整流模块，所述整流模块将所述电源电压进行整流处理后输出至所述开关模块，在所述PFC控制模块400的控制下，所述开关控制模块200将所述电源电压进行滤波处理后分别输出供电电压至所述第一灯条组和主板，也即所述开关模块分别输出恒压源和恒流源，其中，所述恒压源经过稳压滤波后经过DC-DC稳压电路进行转换后得到纹波较小、电压稳定的恒压源输出给主板，为主板供电，因省去了高压大电解电容，所述开关控制模块200输出的供电电压较大，通过所述DC-DC稳压电路转换后将所述供电电压降低，保证主板的供电安全；而所述恒流源则经过整流桥300进行整流后输出至第一灯条组，为所述第一灯条组供电，使用同一个开关控制模块200实现恒压和恒流的同步供电，既满足LED背光灯条的恒流需求，又满足主板的恒源需求，无需再做恒流板和副电源，降低了成本；其中，所述整流桥300和所述DC-DC稳压电路为现有技术，在此对于其连接关系不作详述。

进一步地，所述过压调整模块500根据所述第一灯条组的输出电压输出第一采样电压值所述恒压控制模块600，且所述恒压控制模块600对所述供电电压进行采样后得到第二采样电压，之后所述恒压控制模块600根据所述第一采样电压或第二采样电压输出反馈信号至所述PFC控制模块400，所述PFC控制模块400根据所述反馈信号控制所述开关控制模块200输出恒定的供电电压，通过所述过压调整模块500和所述恒压控制模块600共同获取采样电压，输出反馈信号，以控制所述PFC控制模块400的工作状态，最后使得供电电压和输出电流的恒定；所述恒流控制模块700根据所述第一灯条组的输出电流控制所述第二灯条组的输入电流，并控制所述输出电流恒定，所述恒流控制单元710的设置使得流经所述第一灯条组的输出电流的纹波降低，提高了第一灯条组工作的稳定性，且保证了流经所述第一灯条组和第二灯条组的电流的一致性。

具体地，所述开关控制模块200输出的供电电压略高于所述DC-DC稳压电路输出的供电电压，当所述开关模块输入至所述第一LED灯条组的供电电压过高时，通过所述过压调整模块500输出第一采样电压至所述恒压控制模块600，进而由所述恒压控制模块600控制所述PFC控制模块400的工作频率与占空比，进而使得所述开关控制模块200输出的供电电压降低，满足机芯的供电；所述恒压控制模块600也可直接采样所述供电电压输出第二采样电压至所述PFC控制模块400，控制所述PFC控制模块400的工作频率和占空比，使得所述开关控制模块200输出的供电电压稳定，通过所述过压调整模块500和所述恒压控制模块600的调整控制，使得供电电压和输出电流的恒定。

其中，所述第一灯条组通过所述恒流控制模块700与所述第二灯条组串联，使得流过所述第二灯条组的电流与流经所述第一灯条组的电流相同；且所述第一灯条组的输出电流经过所述恒流控制模块700流至所述第二灯条组，之后再从第二灯条组回流至所述开关控制模块200，形成环路，两个灯串共用一个所述恒流控制模块700和所述过压调整模块500，省去了一个所述恒流控制模块700和所述过压调整模块500，减少了滤波电容数量，减少了LED恒流电路部分的损耗，提高了的电源效率，同时串联式连接方式使得两个灯条组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。

进一步地，请一并参阅图4，所述恒压控制模块600包括基准产生单元610、反馈单元620和采样单元630，所述基准产生单元610连接所述反馈单元620，所述采样单元630分别连接所述开关控制模块200和所述反馈单元620，所述反馈单元620还连接所述PFC控制模块400；所述基准产生单元610为所述反馈单元620提供参考电压，所述采样单元630对所述供电电压进行采样后输出第二采样电压至反馈单元620，所述反馈单元620根据所述第一采样电压或第二采样电压和所述参考电压输出反馈信号至所述PFC控制模块400，进而由PFC控制模块400根据所述反馈信号控制所述开关控制模块200的工作频率和占空比，实现供电电压的稳定；其中，通过所述基准产生单元610产生一高精准的参考电压作为反馈单元620的参考电压，进能够进一步提高所述开关控制模块200的恒压精度，并降低所述恒流控制模块700中因较高的基准电压造成的器件的损耗。

进一步地，所述PFC控制模块400包括PFC控制单元410、开关单元420、高压供电单元430和高压切换单元440，所述高压供电单元430分别连接所述交流电源和所述高压切换单元440，所述高压切换单元440连接所述PFC控制单元410，所述PFC控制单元410还连接所述开关单元420；所述高压供电单元430为所述PFC控制单元410提供启动电压，所述高压切换单元440在所述PFC控制单元410启动后控制所述高压供电单元430断开；所述PFC控制单元410根据所述反馈信号控制所述开关单元420的工作状态，进而控制所述开关控制模块200输出恒定的供电电压；当所述交流电源上电后，所述PFC控制模块400开始检测所述反馈信号，并根据所述反馈信号控制所述开关单元420的工作频率和占空比，进而控制所述开关控制模块200的供电电压恒定，输出的供电电压稳定。

具体地，当所述供电电压降低，所述第一采样电压或所述第二采样电压降低，使得所述反馈单元620输出的反馈信号即反馈电压降低，所述PFC控制单元410检测到所述反馈电压降低后，增大所述开关单元420的导通占空比，即增大所述开关单元420的导通时间，使得所述开关控制模块200的供电电压升高；当所述供电电压升高，所述第一采样电压或所述第二采样电压升高，所述PFC控制单元410检测到所述反馈电压升高后，减小所述开关单元420的导通占空比，即减小所述开关单元420的导通时间，使得所述开关控制模块200的供电电压降低，由此可实现所述开关控制模块200输出的供电电压稳定。

经所述滤波模块100输出的电源电压通过所述高压供电单元430为所述PFC控制单元410提供开启电流，确保所述PFC控制单元410开启进入工作状态；当所述PFC控制单元410开启之后，由于所述高压供电单元430的输出通过所述高压切换单元440与所述PFC控制单元410连接，通过断开所述供电切换单元来切断所述高压供电单元430的供电，进而降低了待机时高压供电的待机功耗。

进一步地，请继续参阅图4，所述PFC控制模块400还包括过零检测单元450、欠压保护单元460、过流保护单元470和过压保护单元480，所述过零检测单元450分别连接所述过压保护单元480、所述开关控制模块200和PFC控制单元410，所述过压保护单元480还连接所述PFC控制单元410，所述过流保护单元470连接所述PFC控制单元410和所述开关单元420，所述欠压保护单元460还连接所述PFC控制单元410；所述过零检测单元450为所述PFC控制单元410提供过零检测信号，提高恒流输出的PFC的功率因素；所述欠压保护单元460为所述PFC控制单元410提供欠压保护，所述过流保护单元470为所述PFC控制单元410提供过流保护，实现对所述PFC控制单元410的有效保护，所述过压保护单元480为所述开关控制模块200提供过压保护，避免所述开关控制模块200的供电电压过大而损坏所述第一灯条组和所述第二灯条组，进而提高所述开关电源工作的安全性。

进一步地，请一并参阅图5，所述恒流控制模块700包括恒流控制单元710和PWM调光单元720，所述恒流控制模块700包括恒流控制单元710和PWM调光单元720；所述恒流控制单元710根据所述输出电流和基准电压控制所述第一灯条组的输出电流恒定；所述PWM调光单元720根据调光信号输出不同的基准电压至所述恒流控制单元710，使得所述恒流控制单元710根据不同的基准电压调节所述第一灯条组的亮度，所述恒流控制单元710对所述输出电流进行采样，将采样的电流转换成电压后与0.5V的基准电压进行差分比较，进而控制经过所述第一灯条组的电流即输出电流精密恒定；而所述PWM调光单元720会根据不同的调光信号提供不同的基准电压，由此使得所述恒流控制单元710将采样的电流转换成电压后与不同的基准电压进行比较，进而实现第一灯条组的亮度调节。

具体实施时，请继续参阅图4，所述开关控制模块200包括变压器T1，所述变压器T1的第1脚连接所述整流模块，所述变压器T1的第3脚连接所述开关单元420，所述变压器T1的第5脚连接通过所述过压保护单元480连接所述PFC控制单元410，所述变压器T1的第7脚通过所述整流桥300连接所述第二灯条组的输出端，所述变压器T1的第8脚通过所述整流桥300连接所述第一灯条组的输入端，所述变压器T1的第10脚分别连接所述DC-DC稳压电路和所述采样单元630；所述变压器T1的第1脚输入所述整流模块输出的电源电压，在所述PFC控制单元410控制所述开关单元420的工作频率和占空比，进而控制所述变压器T1振荡，使得所述变压器T1的第7脚和第8脚输出的供电电压作为恒流源，所述变压器T1的第9脚和第10脚输出的供电电压作为恒压源，其分别作为恒流输出和恒压输出的供电绕组，为恒压和恒流源共用同一个变压器T1做基本条件，使得设计无需再为负载增加副电源，简化了电路，降低了成本。

进一步地，所述基准产生单元610包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一基准电压源U11；所述第一电阻R1的一端接电，所述第一电阻R1的另一端连接所述第一基准电压源U11的阴极、基准端和所述第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端和所述第三电阻R3的一端均连接所述反馈单元620，所述第三电阻R3的另一端和所述第一基准电压源U11的阳极接地，通过所述第二电阻R2和所述第三电阻R3取样一预设的高精准的参考电压作为所述反馈单元620的参考电压，进一步地提高了所述变压器T1的恒压精度，并降低所述恒流控制单元710中因较高的基准电压造成的器件的损耗。

进一步地，所述反馈单元620包括光电耦合器P1、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1和第一运算放大器A1；所述第一运算放大器A1的同相输入端连接所述第二电阻R2的另一端和所述第三电阻R3的一端，所述第一运算放大器A1的反相输入端连接所述过压调整模块500，所述第一运算放大器A1的输出端连接所述第四电阻R4的一端和所述光电耦合器P1的第2脚；所述第四电阻R4的另一端通过第一电容C1连接所述采样单元630和所述过压调整模块500；所述光电耦合器P1的第1脚通过所述第五电阻R5接电，所述运算放大器的反相输入端获取所述采样单元630的第二采样电压或所述过压调节模块的第一采样电压，所述运算放大器的同相输入端获取所述参考电压，进而根据所述参考电压和所述第一采样电压或第二采样电压控制所述光电耦合器P1的电流，进而由所述光电耦合器P1的第4脚输出反馈信号至所述PFC控制单元410，为后续所述PFC控制单元410对所述变压器T1的控制提供有效的反馈信号；且由于采用的是单级PFC控制，因省去了高电压电解电容，则恒流输出的低频小纹波电压较大，而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较大，采用运算放大器则能够将微小的纹波电压放大控制恒流输出，使得输出的恒流纹波更低。

进一步地，所述采样单元630包括第六电阻R6和第七电阻R7；所述第六电阻R6的一端和所述第七电阻R7的一端均连接所述第一运算放大器A1的反相输入端，所述第七电阻R7的另一端接地，所述第六电阻R6的另一端连接所述变压器T1的第10脚，由所述第六电阻R6和所述第七电阻R7对所述变压器T1的第10脚输出的供电电压进行分压采样后为所述第一运算放大器A1提供第二采样电压，以便于后续为所述PFC控制单元410提供反馈信号。

进一步地，所述PFC控制单元410包括控制芯片U1，所述开关单元420包括第一MOS管M1；所述控制芯片U1的第9脚连接所述第一MOS管M1的栅极，所述第一控制芯片U1的第7脚连接所述第一MOS管M1的源极，所述控制芯片U1的第3脚连接所述高压供电单元430，所述控制芯片U1的第2脚连接所述开关控制模块200，所述控制芯片U1的第11脚和第1脚连接所述高压切换单元440；所述第一MOS管M1的源极接地，所述第一MOS管M1的漏极连接所述变压器T1的第3脚，通过所述控制芯片U1根据所述反馈信号控制所述第一MOS管M1的占空比和工作频率，进而达到控制所述变压器T1输出的供电电压稳定，实现恒流和恒压的同步供电。

具体地，所述第六电阻R6和所述第七电阻R7取样后获得第二采样电压输出至第一运算放大器A1的反相输入端，所述第一运算放大器A1根据所述第二采样电压控制流经所述光电耦合器P1的电流，进而通过所述光电耦合器P1的第4脚反馈给所述控制芯片U1的第4脚，所述控制芯片U1的第9脚控制所述第一MOS管M1导通或断开，以控制所述变压器T1开关振荡的工作频率和占空比，最终使得所述变压器T1输出稳定的供电电压，因省去了高压大电解电容，本实施例中所述变压器T1的第10脚输出的18V纹波电压较大，通过DC-DC稳压电路转换后为12V给主板供电，满足所述主板的供电要求。

当所述变压器T1的第10脚输出的18V供电电压变低，所述第六电阻R6和所述第七电阻R7的分压取样获得第二采样电压变低，则流经所述光电耦合器P1的第1脚和第2脚的电流变大，使得所述控制芯片U1的第4脚的电压变低，进而所述控制芯片U1增大所述第一MOS管M1的导通占空比即导通时间，使得所述变压器T1输出的供电电压变高；当输出的供电电压变高，通过所述控制芯片U1的内部控制减小所述第一MOS管M1的导通占空比，即减小所述第一MOS管M1的导通时间，进而使输出的供电电压变低，进而保证输出稳定的供电电压。

进一步地，所述高压供电单元430包括第一二极管D1和第二二极管D2，所述高压切换单元440包括第八电阻R8、第九电阻R9和第二MOS管M2，所述PFC控制模块400还包括第三二极管D3，所述第一二极管D1的正极所述整流模块，所述第一二极管D1的负极连接所述第二二极管D2的负极、所述第八电阻R8的一端和所述第九电阻R9的一端，所述第二二极管D2的正极连接所述整流模块，所述第八电阻R8的另一端连接所述第二MOS管M2的漏极，所述第九电阻R9的另一端连接所述控制芯片U1的第11脚和所述第二MOS管M2的栅极，所述第二MOS管M2的源极连接所述控制芯片U1的第1脚，所述第三二极管D3的正极连接所述变压器T1的第5脚，所述第三二极管D3的负极连接所述控制芯片U1的第5脚和所述过压保护单元480；所述交流电源接电后，所述第一MOS管M1的栅极被所述第九电阻R9上拉为高电平，所述滤波模块100将交流电源的电源电压进行滤波后通过所述第一二极管D1、第二二极管D2、第八电阻R8、第九电阻R9和第二MOS管M2到所述控制芯片U1的第1脚，为所述控制芯片U1提供启动电流，当所述控制芯片U1开始工作之后，所述控制芯片U1的第11脚输出低电平将所述第二MOS管M2的栅极拉低，所述第二MOS断开，进而将高压供电断开，由所述变压器T1的辅助绕组的第5脚输出电压，经过第三二极管D3整流后输出至所述控制芯片U1第10脚，为所述控制芯片U1供电，由此降低待机时高压供电的待机功耗。

进一步地，所述过零检测单元450包括第十电阻R10和第十一电阻R11，所述欠压保护单元460包括第十二电阻R12和第十三电阻R13，所述过流保护单元470包括第十四电阻R14，所述过压保护单元480第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18和第二电容C2；所述第十电阻R10的一端连接所述变压器T1的第5脚，所述第十电阻R10的另一端和所述第十一电阻R11的一端均连接所述控制芯片U1的第6脚，所述第十一电阻R11的另一端接地；所述第十二电阻R12的一段连接所述第二二极管D2的负极，所述第十二电阻R12的另一端和所述第十三电阻R13的一端均连接所述控制芯片U1的第3脚，所述第十三电阻R13的另一端接地；所述第十四电阻R14的一段连接所述控制芯片U1的第7脚和所述第一MOS管M1的源极，所述第十四电阻R14的另一端接地；所述第十五电阻R15的一段连接所述控制芯片U1的第2脚，所述第十五电阻R15的另一端连接所述第十六电阻R16的一端和所述第十七电阻R17的一端，所述第十六电阻R16的另一端、所述第十八电阻R18的一端和所述第二电容C2的一端均连接所述第三第一三极管Q1的负极，所述第十七电阻R17的另一端、所述第十八电阻R18的另一端和第二电容C2的另一端均接地。

其中，所述第十二电阻R12和所述第十三电阻R13构成分压取样电路，将所述高压供电单元430的电压进行取样后输出至所述控制芯片U1的第3脚，当所述电源电压小于65时，所述控制芯片U1停止工作，当电源电压恢复至85V之后，所述控制芯片U1才开启工作；当所述电源电压大于310V时，所述控制芯片U1停止工作，由此通过所述第十二电阻R12和所述第十三电阻R13可构成所述控制芯片U1的欠压保护，确保所述控制芯片U1在合适电源电压下工作，提高所述开关电源的安全性。

当所述交流电源通电后，所述控制芯片U1通过检测第3脚的电压，并检测第4脚的反馈电压，计算出所述第一MOS管M1的导通时间，即所述控制芯片U1的第9脚输出的高电平时间，所述第一MOS管M1导通时间到后便截止，从此刻开始关断时间Toff开始计时，变压器T1的第1脚和第3脚向辅助绕组和次级绕组释放能量，释放能量过程，变压器T1的第5脚电压会逐渐降低，由所述控制芯片U1的第6脚对所述变压器T1的辅助绕组第5脚进行过零检测，当所述变压器T1的第5脚电压低于一定值后，关断时间Toff结束，停止计时。然后所述控制芯片U1的第9脚的电压反转使所述第一MOS管M1开通。另由所述第十二电阻R12和所述第十三电阻R13构成的取样电路取样后输出取样电压至所述控制芯片U1的第3脚，作为所述控制芯片U1第4脚的参考电压，让所述第一MOS管M1的导通时间随正弦半波的变化而变化，当正弦半波的电压低时，所述第一MOS管M1的导通时间长，当正弦半波的电压高时，所述第一MOS管M1的导通时间短，由此实现所述变压器T1输出的供电电压恒定。

当电源电压变高时，经所述变压器T1输出整流滤波的供电电压变高，所述第二电阻R2和所述第三电阻R3取样的第二采样电压为高电平信号，经过所述反馈单元620到所述控制芯片U1的第4脚，经所述控制芯片U1的调整使所述第一MOS管M1的导通时间Ton变小，使得在高输入电压下电流畸变变小，确保开关电源工作的可靠性。

当电源电压变低时，所述第二电阻R2和所述第三电阻R3取样的第二采样电压为低电平信号，经过所述反馈单元620到所述控制芯片U1的第4脚，经所述控制芯片U1的调整使所述第一MOS管M1的导通时间Ton变大，使得在低输入电压下补偿输出电流，确保开关电源工作的稳定可靠性。

当输出负载过重时，则第十四电阻R14即电流检测电阻的两端电压增大，当大于所述控制芯片U1的第7脚内部的参考电平会触发所述控制芯片U1停止工作，进入保护状态，即开关电源停止工作；而所述第十六电阻R16和所述第十七电阻R17会采样所述变压器T1的辅助绕组第5脚输出的电压，并将其检测的取样电压输出至所述控制芯片U1的第2脚，当所述变压器T1输出的供电电压过高时，所述变压器T1的初级侧辅助绕组的电压也会增大，所述控制芯片U1通过检测第2脚的电压，使得辅助绕组的电压限制在安全范围内，避免所述供电电压过大而损灯条组，进而提高开关电源的安全性。

进一步地，所述过压调整模块500包括第四二极管D4、第十九电阻R19、第二十电阻R20和第三电容C3，所述第四二极管D4的负极连接所述第一运算放大器A1的反相输入端，所述第四二极管D4的负极连接所述第十九电阻R19的一端，所述第十九电阻R19的另一端连接所述第三电容C3的一端和所述第二十电阻R20的一端，所述第二十电阻R20的另一端连接所述第一灯条组的输出端和所述恒流控制单元710，所述第三电容C3的另一端接地；所述变压器T1通过第7脚和第8脚输出的供电电压经过整流桥300滤波后输出至所述第一灯条组，在经过所述过压调整模块500反馈给所述第一运算放大器A1；当所述第一灯条组的供电电压过高时，经过所述过压调整模块500反馈给所述第一运算放大器A1，然后由所述第一运算放大器A1控制所述光电耦合器P1的电流，使得所述控制芯片U1的第4脚获取的反馈电压升高，所述控制芯片U1根据所述反馈电压控制所述变压器T1输出的供电电压降低，使得输出电流恒定。

进一步地，所述恒流控制单元710包括第二运算放大器A2、第一三极管Q1、第四电容C4、第二十一电阻R21和所述第二十二电阻R22，所述第二运算放大器A2的反相输入端、所述第二十一电阻R21的一端和所述第二十二电阻R22的一端均连接所述第一三极管Q1的发射极，所述第一三极管Q1的基极连接所述第四电容C4的一端和所述第二运算放大器A2的输出端，所述第四电容C4的另一端连接所述第二十一电阻R21的另一端，所述第二运算放大器A2的正相输入端连接所述PWM调节单元，所述第二十二电阻R22的另一端连接所述第二灯条组的输入端；经过所述整流桥300整流处理后的供电电压给所述第一灯条组，流经所述第一灯条组的电流输出至所述恒流控制单元710，所述恒流控制单元710使得所述输出电流的电流纹波降低，进而提高所述第一灯条组工作的稳定性；同时，所述第二十二电阻R22为电流取样电阻，所述第二十二电阻R22对所述输出电流进行取样，并将其转换成电压反馈给所述第二运算放大器A2，所述第二运算放大器A2将该电压与经地正相输入端输入的0.5V的基准电压进行差分比较，经所述第二运算放大器A2后输出控制所述第一三极管Q1，所述第一三极管Q1工作在线性区，调整所述第一三极管Q1的c-e极电压，使得通过所述第一灯条组的电流精密恒定。

例如，假设第一灯条组需求的额定电流为100mA，当流过第一灯条组的纹波电流波峰值偏大时，所述第二十二电阻R22为5欧姆，取样得的偏大电压波峰值为0.55V，则第一灯条组通过电流为110mA，反馈给所述第二运算放大器A2的反相输入端与正相输入端的基准电压0.5V进行差分比较，偏差的0.05V电压经所述第二运算放大器A2后输出控制所述第一三极管Q1，使得所述第一三极管Q1的c-e极电压增大，使得第一灯条组的纹波电压波峰值降低，变为0.5V，则第一灯条组的电流调整为100mA；当流过第一灯条组的纹波电流波谷值偏小时，所述第二十二电阻R22取样得的偏小波谷电压值为0.45V，则第一灯条组通过电流为90mA，反馈给所述第二运算放大器A2的反相输入端与正相输入端的基准电压0.5V进行差分比较，偏差的0.05V电压经所述第二运算放大器A2后输出控制所述第一三极管Q1，使得所述第一三极管Q1的c-e极电压减小，使得第一灯条组的纹波电压波谷值增大，变为0.5V，则第一灯条组的输出电流调整为100mA。综上，第一灯条组两端的纹波电压峰峰值降低，即恒定的0.5V，则第一灯条组电流调整为恒定的100mA，进而降低了流过第一灯条组的电流纹波，即恒定的100mA。

进一步地，所述的恒流恒压的开关电源还包括第五电容C5，所述第五电容C5的一端连接所述整流桥300和所述第一灯条组的输入端，所述第五电容C5的另一端连接所述整流桥300和所述第二灯条的输出端；所述第一灯条组串联所述恒流控制单元710中的所述第二十二电阻R22后接地，再从地接所述第二灯条组的正极，所述第二灯条组负极通过所述第五电容C5后接整流桥300，再回流至变压器T1，形成环路。这样省去了一个恒流控制单元710，一个过压调整模块500，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。

进一步地，请继续参阅图5，所述PWM调光单元720包括第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第二基准电压源U22、第六电容C6和稳压二极管ZD1；所述第二十三电阻R23的一端连接调光信号输入端，所述第二十三电阻R23的另一端连接所述第二十四电阻R24的一端和所述第二三极管Q2的基极，所述第二三极管Q2的集电极连接所述第三三极管Q3的基极和所述第二十五电阻R25的一段，所述第二十五电阻R25的另一端和所述第二十六电阻R26的一端接电，所述第三三极管Q3的集电极连接所述第二十六电阻R26的另一端、所述第二基准电压源U22的阴极、基准端和所述第二十七电阻R27的一端，所述第二十七电阻R27的另一端连接所述第六电容C6的一端、所述稳压二极管ZD1的负极和所述第二十八电阻R28的一端，所述第二十八电阻R28的另一端和第二十九电阻R29的一端均连接所述第二运算放大器A2的正相输入端，所述第二十九电阻R29的另一端、所述稳压二极管ZD1的正极、所述第六电容C6的另一端、所述第二基准电压源U22的阳极、所述第三三极管Q3的发射极、所述第二二极管D2的发射极和所述第二十四电阻R24的另一端均接地。

本实施例中所述调光信号为PWM调光信号，当PWM调光信号为高电平时，所述第二三极管Q2导通，所述第三三极管Q3的基极为低电平截止，所述第二十六电阻R26的接电端通过所述第二十六电阻R26为所述第二基准电压源U22提供源电压，则所述第二基准电压源U22产生2.5V电压，经所述第二十七电阻R27和所述第六电容C6组成的RC滤波电路滤波后，再经过所述第二十八电阻R28和所述第二十九电阻R29分压取样后得较高的稳定的基准电压0.5V输送给所述第二运算放大器A2作为基准电压。此时通过所述第二十二电阻R22采样的电压会以基准电压0.5V作为参考，使所述第二运算放大器A2的输出端输出控制所述第一三极管Q1，使得通过第一灯条组的电流增大，则所述第二十二电阻R22的采样电压升高至基准电压，最后所述第一灯条组的亮度变亮。

当PWM调光信号为低电平时，所述第二三极管Q2截止，所述第三三极管Q3的基极通过所述第二十五电阻R25上拉为高电平，所述第三三极管Q3导通，所述第二十六电阻R26接电端的电压通过所述第二十六电阻R26被拉低，为所述第二基准电压源U22无源电压，则所述第二基准电压源U22产生0V电压，经所述第二十七电阻R27和所述第六电容C6组成的RC滤波电路滤波后，再经所述第二十八电阻R28和所述第二十九电阻R29分压取样后得较低的稳定的基准电压0V输送给所述第二运算放大器A2作为基准电压。此时通过所述第二十二电阻R22采样的电压会以基准电压0V作为参考，使所述第二运算放大器A2的输出端输出控制所述第一三极管Q1，使得通过第一灯条组的电流变小，则所述第二十二电阻R22采样的电压降低至基准电压，最后灯的亮度变暗。

当要采用线性调光时，PWM调光信号高电平的占空比逐渐变大时，所述第二三极管Q2导通时间变长，所述第三三极管Q3的基极为低电平截止，所述第二十六电阻R26的接电端通过所述第二十六电阻R26为所述第二基准电压源U22提供源电压的时间变长，则所述第二基准电压源U22产生基准电压，经所述第二十七电阻R27和所述第六电容C6组成的RC滤波电路滤波后，所述第六电容C6取较大的容量，产生逐渐变大的电压，再经过所述第二十八电阻R28和所述第二十九电阻R29分压取样后得逐渐变大的基准电压0-0.5V，输送给所述第二运算放大器A2作为基准电压。此时通过所述第二十二电阻R22采样的电压会以基准电压作为参考，使所述第二运算放大器A2的输出端输出控制所述第一三极管Q1，使得通过第一灯条组的电流增大，则所述第二十二电阻R22的采样电压升高至基准电压，最后灯的亮度逐渐变亮；同理当PWM信号高电平的占空比变小时，灯的亮度逐渐变暗。

当要采用PWM调光信号调光时，所述第六电容C6取较小的容量，同上述原理，所述第二三极管Q2导通，所述第三三极管Q3的基极为低电平截止，所述第二十六电阻R26的接电端通过所述第二十六电阻R26为所述第二基准电压源U22提供源电压，则所述第二基准电压源U22产生2.5V电压，经所述第二十七电阻R27和所述第六电容C6组成的RC滤波电路滤波后，再经过所述第二十八电阻R28和所述第二十九电阻R29分压取样后得较高的稳定的基准电压0.5V输送给所述第二运算放大器A2作为基准电压。此时通过所述第二十二电阻R22采样的电压会以基准电压0.5V作为参考，使所述第二运算放大器A2的输出端输出控制所述第一三极管Q1，使得通过第一灯条组的电流增大，则所述第二十二电阻R22的采样电压升高至基准电压，最后灯的亮度变亮。

当PWM调光信号为低电平时，所述第二三极管Q2截止，所述第三三极管Q3的基极通过所述第二十五电阻R25上拉为高电平，所述第三三极管Q3导通，所述第二十六电阻R26接电端的电压通过所述第二十六电阻R26被拉低，为所述第二基准电压源U22无源电压，则所述第二基准电压源U22产生0V电压，经所述第二十七电阻R27和所述第六电容C6组成的RC滤波电路滤波后，再经所述第二十八电阻R28和所述第二十九电阻R29分压取样后得较低的稳定的基准电压0V输送给所述第二运算放大器A2作为基准电压。此时通过所述第二十二电阻R22采样的电压会以基准电压0V作为参考，使所述第二运算放大器A2的输出端输出控制所述第一三极管Q1，使得通过第一灯条组的电流变小，则所述第二十二电阻R22采样的电压降低至基准电压，最后灯的亮度变暗；本实施例中，PWM调光信号所设置的频率为100-200Hz，因人眼的视觉效应，第一灯条组工作在常亮状态。

进一步地，本实施例中，当PWM调光信号为低电平时，所述恒流控制单元710停止工作，所述第一灯条组不通过电流为熄灭状态，省去了传统的使能控制电路，进而简化了电路结构。

进一步地，所述恒压恒流的开关电源还包括第五二极管D5和第七电容C7，所述第五二极管D5的正极连接所述变压器T1的第10脚，所述第五二极管D5的负极连接所述DC-DC稳压电路和所述第七电容C7的一端，所述第七电容C7的另一端接地，通过所述第五二极管D5和所述第七电容C7实现对所述变压器T1的第10脚输出的供电电压进行滤波处理，以得到稳定的供电电压以及所述第二采样电压。

本发明还相应提供一种电视机，其包括如上所述的恒流恒压的开关电源，由于上文已对所述恒流恒压的开关电源进行了详细说明，此处不作详述。

综上所述，本发明提供的一种恒流恒压的开关电源和电视机，所述恒流恒压的开关电源与第一灯条组和第二灯条组连接，包括开关控制模块、PFC控制模块、过压调整模块、恒压控制模块和恒流控制模块；所述开关控制模块将电源电压进行滤波处理后分别输出供电电压至所述第一灯条组和主板；所述过压调整模块根据所述第一灯条组的输出电压输出第一采样电压至所述恒压控制模块；所述恒压控制模块对所述供电电压进行采样后得到第二采样电压、并根据所述第一采样电压或所述第二采样电压输出反馈信号至所述PFC控制模块；所述PFC控制模块根据所述反馈信号控制所述开关控制模块输出恒定的供电电压；所述恒流控制模块根据所述第一灯条组的输出电流控制所述第二灯条组的输入电流，并控制所述输出电流恒定，实现了恒压和恒流的同步供电，且能够有效降低恒流的损耗，提高电源效率，同时降低待机时高压供电的待机功耗。

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 (10)

1.一种恒流恒压的开关电源，其特征在于，其与第一灯条组和第二灯条组连接，包括开关控制模块、PFC控制模块、过压调整模块、恒压控制模块和恒流控制模块；所述开关控制模块将电源电压进行滤波处理后分别输出供电电压至所述第一灯条组和主板；所述过压调整模块根据所述第一灯条组的输出电压输出第一采样电压至所述恒压控制模块；所述恒压控制模块对所述供电电压进行采样后得到第二采样电压、并根据所述第一采样电压或所述第二采样电压输出反馈信号至所述PFC控制模块；所述PFC控制模块根据所述反馈信号控制所述开关控制模块输出恒定的供电电压；所述恒流控制模块根据所述第一灯条组的输出电流控制所述第二灯条组的输入电流，并控制所述输出电流恒定；

所述开关控制模块包括：

变压器，所述变压器分别连接所述PFC控制模块、第一灯条组以及主板，所述PFC控制模块根据所述反馈信号控制所述变压器输出恒定的供电电压。

2.根据权利要求1所述的恒流恒压的开关电源，其特征在于，所述恒压控制模块包括基准产生单元、反馈单元和采样单元，所述基准产生单元为所述反馈单元提供参考电压，所述采样单元对所述供电电压进行采样后输出第二采样电压至所述反馈单元，所述反馈单元根据所述第一采样电压或第二采样电压和所述参考电压输出反馈信号至所述PFC控制模块。

3.根据权利要求2所述的恒流恒压的开关电源，其特征在于，所述PFC控制模块包括PFC控制单元、开关单元、高压供电单元和高压切换单元，所述高压供电单元为所述PFC控制单元提供启动电流，所述高压切换单元在所述PFC控制单元启动后控制所述高压供电单元断开；所述PFC控制单元根据所述反馈信号控制所述开关单元的工作状态，进而控制所述开关控制模块输出恒定的供电电压。

4.根据权利要求1所述的恒流恒压的开关电源，其特征在于，所述恒流控制模块包括恒流控制单元和PWM调光单元；所述恒流控制单元根据所述输出电流和基准电压控制所述第一灯条组的输出电流恒定；所述PWM调光单元根据调光信号输出不同的基准电压至所述恒流控制单元，使得所述恒流控制单元根据不同的基准电压调节所述第一灯条组的亮度。

5.根据权利要求2所述的恒流恒压的开关电源，其特征在于，所述基准产生单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一基准电压源；所述第一电阻的一端接电，所述第一电阻的另一端连接所述第一基准电压源的阴极、基准端和所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端和所述第三电阻的一端均连接所述反馈单元，所述第三电阻的另一端和所述第一基准电压源的阳极接地。

6.根据权利要求5所述的恒流恒压的开关电源，其特征在于，所述反馈单元包括光电耦合器、第四电阻、第五电阻、第一电容和第一运算放大器；所述第一运算放大器的同相输入端连接所述第二电阻的另一端和所述第三电阻的一端，所述第一运算放大器的反相输入端连接所述过压调整模块，所述第一运算放大器的输出端连接所述第四电阻的一端和所述光电耦合器的第2脚；所述第四电阻的另一端通过第一电容连接所述采样单元和所述过压调整模块；所述光电耦合器的第1脚通过所述第五电阻接电。

7.根据权利要求6所述的恒流恒压的开关电源，其特征在于，所述采样单元包括第六电阻和第七电阻；所述第六电阻的一端和所述第七电阻的一端均连接所述第一运算放大器的反相输入端，所述第七电阻的另一端接地，所述第六电阻的另一端连接所述开关控制模块。

8.根据权利要求3所述的恒流恒压的开关电源，其特征在于，所述PFC控制单元包括控制芯片，所述开关单元包括第一MOS管；所述控制芯片的第9脚连接所述第一MOS管的栅极，所述控制芯片的第7脚连接所述第一MOS管的源极，所述控制芯片的第3脚连接所述高压供电单元，所述控制芯片的第2脚连接所述开关控制模块，所述控制芯片的第11脚和第1脚连接所述高压切换单元；所述第一MOS管的源极接地，所述第一MOS管的漏极连接所述开关控制模块。

9.根据权利要求8所述的恒流恒压的开关电源，其特征在于，所述高压供电单元包括第一二极管和第二二极管，所述高压切换单元包括第八电阻、第九电阻和第二MOS管，所述第一二极管的正极所述开关控制模块，所述第一二极管的负极连接所述第二二极管的负极、所述第八电阻的一端和所述第九电阻的一端，所述第二二极管的正极连接所述开关控制模块，所述第八电阻的另一端连接所述第二MOS管的漏极，所述第九电阻的另一端连接所述控制芯片的第11脚和所述第二MOS管的栅极，所述第二MOS管的源极连接所述控制芯片的第1脚。

10.一种电视机，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的恒流恒压的开关电源。

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