CN112014621A - 一种电流检测电路、开关电源及电视机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电流检测电路、开关电源及电视机,所述电流检测电路与开关电源中的输出整流电路和初级控制电路连接,包括电流检测模块、采样模块和隔离模块,所述电流检测模块根据所述输出整流电路输出的电流信号获取检测信号,并将所述检测信号输出至所述采样模块;所述采样模块对所述检测信号进行分压采样后输出采样电压至所述隔离模块;所述隔离模块将所述采样电压输出至所述初级控制电路;所述初级控制电路在所述采样电压大于预设值时停止工作,从而有效地限制开关电源的输出电流的大小,保证变压器的绕组不会因为电流过大发热过高导致安规失效。

Description

一种电流检测电路、开关电源及电视机
技术领域
本发明涉及电源技术领域,特别涉及一种电流检测电路、开关电源及电视机。
背景技术
由于IEC62368-1最新的国际产品安全标准的执行,对于电视机电源变压器的设计要求越来越高,特别是大功率电视机电源。按照新标准的要求,变压器将在过功率点进行温升测试,由于过功率点设定在额定载的30%,那么此时变压器绕组温升将很高,按照新标准执行,安规实验很难通过。为解决此问题按照现有的技术方案,一般来说需要采用更加耐高温的材料,变压器设计余量越大成本也越高。同时,由于个别机型的功率越做越大,且采用低压大电流的方式输出,那么一味的采用耐高温的材料并不能够解决变压器绕组因大电流输出而温升高的问题。
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流检测电路、开关电源及电视机,能够有效解决开关电源中变压器的绕组因大电流输出而温升高的问题。
为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:
一种电流检测电路,与开关电源中的输出整流电路和初级控制电路连接,所述电流检测电路包括电流检测模块、采样模块和隔离模块,所述电流检测模块根据所述输出整流电路输出的电流信号获取检测信号,并将所述检测信号输出至所述采样模块;所述采样模块对所述检测信号进行分压采样后输出采样电压至所述隔离模块;所述隔离模块将所述采样电压输出至所述初级控制电路;所述初级控制电路在所述采样电压大于预设值时停止工作。
所述的电流检测电路,还包括稳压模块,由所述稳压模块将经所述隔离模块输出的采样电压输出至所述初级控制电路。
所述的电流检测电路中,所述电流检测模块包括电流检测芯片,所述电流检测芯片根据所述输出整流电路输出的电流信号获取检测信号,并将所述检测信号输出至所述采样模块。
所述的电流检测电路中,所述隔离模块包括第一三极管、光电耦合器和第一电阻,所述第一三极管的基极连接所述采样模块,所述第一三极管的发射级接地,所述第一三极管的集电极连接所述光电耦合器的第2脚,所述光电耦合器的第1脚通过所述第一电阻接电,所述光电耦合器的第4脚和第3脚连接所述稳压模块。
所述的电流检测电路中,所述采样模块包括第二电阻和第三电阻,所述第二电阻的一端连接所述电流检测模块,所述第二电阻的另一端连接所述第一三极管的基极和所述第三电阻的一端,所述第三电阻的另一端接地。
所述的电流检测电路中,所述稳压模块包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、稳压二极管和第二三极管;所述第四电阻的一端连接所述光电耦合器的第4脚,所述第四电阻的另一端、所述第二三极管的集电极和所述第五电阻的一端均接电,所述第五电阻的另一端和所述第二三极管的基极均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光电耦合器的第3脚和所述稳压二极管的负极,所述稳压二极管的正极接地,所述第二三极管的发射极连接所述初级控制电路。
所述的电流检测电路中,所述电流检测模块还包括整流滤波单元,所述整流滤波单元将所述检测信号进行滤波处理后输出至所述采样模块。
所述的电流检测电路中,所述整流滤波模块包括二极管和电容,所述二极管的正极连接所述电流检测芯片的第7脚,所述二极管的负极连接所述电容的一端和所述采样模块,所述电容的另一端接地。
一种开关电源,包括输出整流电路、初级控制电路和如上所述的电流检测电路,所述输出整流电路连接所述电流检测电路,所述电流检测电路连接所述初级控制电路。
一种电视机,包括如上所述的开关电源。
相较于现有技术,本发明提供了一种电流检测电路、开关电源及电视机,所述电流检测电路与开关电源中的输出整流电路和初级控制电路连接,包括电流检测模块、采样模块和隔离模块,所述电流检测模块根据所述输出整流电路输出的电流信号获取检测信号,并将所述检测信号输出至所述采样模块;所述采样模块对所述检测信号进行分压采样后输出采样电压至所述隔离模块;所述隔离模块将所述采样电压输出至所述初级控制电路;所述初级控制电路在所述采样电压大于预设值时停止工作,从而有效地限制开关电源的输出电流的大小,保证变压器的绕组不会因为电流过大发热过高导致安规失效。
附图说明
图1为本发明提供的开关电源的结构框图
图2为本发明提供的开关电源中电流检测电路的电路原理图;
图3为本发明提供的开关电源中输出整流电路的电路原理图;
图4为本发明提供的开关电源中初级控制电路的电路原理图。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种电流检测电路、开关电源及电视机,能够有效解决开关电源中变压器的绕组因大电流输出而温升高的问题。
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1,本发明提供的开关电源包括前端滤波电路10、变压器20、开关管30、初级控制电路40、输出整流电路50、输出电压采样电路60和电流检测电路70;前端滤波电路10连接变压器20,变压器20连接开关管30和输出整流电路50,开关管30还连接初级控制电路40,输出整流电路50分别连接输出电压采样电路60和电流检测电路70,输出电压采样电路60连接初级控制电路40,初级控制电路40还连接电流检测电路70;本实施例中的开关电源一反激电源为例进行说明,对应的开关管30为反激开关管30,交流电经前端滤波电路10进行整流滤波处理后输出至变压器20,当初级控制电路40控制反激开关管30导通时,变压器20存储能量,当初级控制电路40控制反激开关管30关断时,变压器20向副边传输能量输出电压,变压器20的输出电压经输出整流电路50整流后该负载供电。与此同时,输出电压采样电流对输出电压进行采样后反馈给初级控制电路40,由初级控制电路40根据反馈信息控制输出电压的稳定;而电流检测电路70则输出整流电路50的输出电流进行检测,并反馈给初级控制电路40,以便于初级控制电路40控制输出电流在预设范围内,从而有效避免变压器20的绕组因输出电流过大而温升高的问题,进而确保通过温升测试;其中,前端滤波电路10、输出电压采样电路60以及变压器20的初级绕组连接的电路为现有技术,在此对其电路连接结构不作详述。
进一步地,请参阅图2,本实施例中电流检测电路70包括电流检测模块710、采样模块和隔离模块730,电流检测模块710连接输出整流电路50和采样模块,采样模块连接隔离模块730,隔离模块730连接初级控制电路40;具体实施时,电流检测模块710根据输出整流电路50输出的电流信号获取检测信号,并将检测信号输出至采样模块;采样模块对检测信号进行分压采样后输出采样电压至隔离模块730;隔离模块730将采样电压输出至初级控制电路40;初级控制电路40在采样电压大于预设值时停止工作,初级控制电路40停止工作则表明不输出控制信号控制反激开关管的导通或断开,从而使得开关电源停止工作,由此可有效控制开关电源的输出电流在预设范围内,确保变压器20能够通过安规测试。
进一步地,请参阅图3,本实施例中输出整流电路50包括电流检测电阻R0以及诸如滤波电容C1、C2、电感L1、二极管D3等元器件,以实现输出整流电路50对变压器20次级绕组输出电流的滤波功能,其具体的连接关系在此不再赘述;其中,电流检测电阻R0串联在输出滤波电容C1的地线中,当输出电流经过电流检测电阻R0时,会在电流检测电阻R0上产生一个压降,该压降信号作为一对差分信号(本实施例中为+12Vout_IS1和+12Vout_IS2)输出至电流检测电路70,作为电流检测电路70的输入信号,也即检测信号,进而通过电流检测电路70将检测信号传递至传递到变压器20初级的初级控制电路40,以便于初级控制电路40在次级过流时触发次级的过流保护。
进一步地,请继续参阅图2,电流检测电路70还包括稳压模块740,稳压模块740分别连接初级控制电路40和隔离模块730,由稳压模块740将经隔离模块730输出的采样电压输出至初级控制电路40,采样模块720输出的采样电压经隔离模块730输出至稳压模块740后,将稳压模块740再输出至初级控制电路40,通过稳压模块740的设置可滤除采样电压的杂波,进而确保输出的采样电压稳定可靠。
进一步地,电流检测模块710包括电流检测芯片U1,电流检测芯片U1的第5脚和第6脚均连接输出整流电路50,电流检测芯片U1的第7脚连接采样模块720,电流检测芯片U1的第8脚接电,本实施例中电流检测芯片U1的第8脚为供电引脚,可直接由输出整流电路50的12V输出供电;电流检测芯片U1根据输出整流电路50输出的电流信号获取检测信号,并将检测信号输出至采样模块,具体来说,电流检测芯片U1通过第5脚和第6脚获取检测信号,并通过第7脚将检测信号输出给采样模块720,以便于后续为初级控制电路40提供对应的输出电流信息,并根据该信息调节工作状态,从而达到限制输出电流大小的目的,本实施例中所述电流检测芯片U1的型号为NCS1002ADR2G,当然也可以选择具有相同功能的芯片,本发明对此不作限定。
进一步地,电流检测模块710还包括整流滤波单元711,整流滤波单元711连接电流检测芯片U1的第7脚和采样模块720;整流滤波单元711将检测信号进行滤波处理后输出至采样模块720,整流滤波单元711对检测信号进行滤波处理后输出至采样模块720,确保检测信号的稳定可靠性。
进一步地,隔离模块730包括第一三极管Q1、光电耦合器U2和第一电阻R1,第一三极管Q1的基极连接采样模块720,第一三极管Q1的发射级接地,第一三极管Q1的集电极连接光电耦合器U2的第2脚,光电耦合器U2的第1脚通过第一电阻R1接电,本实施例中为+12Vout信号端,光电耦合器U2的第4脚和第3脚连接稳压模块740,检测信号经采样模块720分压后驱动第一三极管Q1导通,第一三极管Q1导通后,光电耦合器U2在12Vout的供电下开始导通工作,而光电耦合器U2的第3脚和第4脚在变压器20的辅助绕组的供电下开始工作,将采样电压经稳压模块740输出至初级控制电路40,本实施例中通过设置光电耦合器U2,利用光电耦合器U2的信号隔离作用,将变压器20次级的电流检测信号传递给变压器20初级的初级控制电路40,以便于后续限制输出电流的大小。
进一步地,采样模块720包括第二电阻R2和第三电阻R3,第二电阻R2的一端连接电流检测模块710,第二电阻R2的另一端连接第一三极管Q1的基极和第三电阻R3的一端,第三电阻R3的另一端接地,通过第二电阻R2和第三电阻R3的分压采样,为第一三极管Q1提供了驱动信号,使得第一三极管Q1导通,以便于检测信号的传递。
进一步地,稳压模块740包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、稳压二极管D1和第二三极管Q2;第四电阻R4的一端连接光电耦合器U2的第4脚,第四电阻R4的另一端、第二三极管Q2的集电极和第五电阻R5的一端均接电,第五电阻R5的另一端和第二三极管Q2的基极均连接第六电阻R6的一端,第六电阻R6的另一端连接光电耦合器U2的第3脚和稳压二极管D1的负极,稳压二极管D1的正极接地,第二三极管Q2的发射极连接初级控制电路40,通过稳压模块740的设置可确保采样电压的稳定可靠性。
进一步地,电流检测电路70还包括第七电阻R7,第七电阻R7的一端连接第二三极管Q2的发射极和初级控制电路40,具体地,本实施中第七电阻R7的一端连接FLYCS信号端,第七电阻R7的另一端接地,第七电阻R7为一假负载,通过第七电阻R7的设置可防止FLYCS信号端的输出电平漂移。
进一步地,请参阅图4,本实施例中初级控制电路40包括控制芯片U3,控制芯片U3的外围包括诸如电阻R10、R11、电容C9、C10等元器件,以实现控制芯片U3进行分析判断的功能,其具体的连接关系在此不再赘述;其中,控制芯片U3的第3脚也即CS信号端为电流反馈检测脚,其作用是对反激开关管30做电流检测,当CS信号端检测到电压高于0.5V时,控制芯片U3就会停止工作,本发明中利用电流检测芯片U1中电流反馈检测脚的功能,将电流检测电路70与控制芯片U3的第3脚连接,那么控制芯片U3通过第3脚检测到稳压模块740输出的采样电压,当采样电压大于预设值时停止工作,也即不输出控制信号控制反激开关管30的工作;具体地,若设定电流检测电阻R0的阻值50欧姆,当流过的电流等于0.6mA时,电流检测电阻R0的上的压降达到0.3V,此时电流检测芯片U1的第7脚会输出一个5V的高电平,之后经采样模块720分压得到采样电压3V,采样电压经隔离模块730和稳压模块740输出至控制芯片U3,控制芯片U3的CS信号端检测到超过0.5V的3V高电平后将停止输出,这样我们就可以将输出电流限制在6A以下,变压器20绕组的设计便可以根据6A的输出电流进行设计,从而满足新标准下的安规温升实验要求;本实施例中所述控制芯片U3的型号为FA8A00,当然也可以选择具有相同功能的芯片,本发明对此不作限定。
本发明还相应提供了一种电流检测电路70,电流检测电路70与开关电源中的输出整流电路50和初级控制电路40连接,电流检测电路70通过电流检测芯片U1对输出电流的检测,可实现对输出电流的精确控制;并通过光点耦合器的信号隔离作用,将开关电源中变压器20次级的电流检测信号传递到变压器20初级的控制芯片U3,从而使得控制芯片U3在次级过流时触发次级的过流保护,保证变压器20的输出电流不会超出设计值,从而保证变压器20的绕组不会因为电流过大发热过高导致安规失效;同时,本发明提供的电流检测电路70具有可移植性,可广泛用于需要过新标准的开关电源中,实用性强,由于上文已对该电流检测电路70进行了详细的描述,此处不再赘述。
进一步地,本发明还相应地提供了一种电视机,电视机包括如上的开关电源,由于上文已对该开关电源进行了详细的描述,此处不再赘述。
综上所述,本发明提供了一种电流检测电路、开关电源及电视机,所述电流检测电路与开关电源中的输出整流电路和初级控制电路连接,包括电流检测模块、采样模块和隔离模块,所述电流检测模块根据所述输出整流电路输出的电流信号获取检测信号,并将所述检测信号输出至所述采样模块;所述采样模块对所述检测信号进行分压采样后输出采样电压至所述隔离模块;所述隔离模块将所述采样电压输出至所述初级控制电路;所述初级控制电路在所述采样电压大于预设值时停止工作,从而有效地限制开关电源的输出电流的大小,保证变压器的绕组不会因为电流过大发热过高导致安规失效。
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)

1.一种电流检测电路,其特征在于,与开关电源中的输出整流电路和初级控制电路连接,所述电流检测电路包括电流检测模块、采样模块和隔离模块,所述电流检测模块根据所述输出整流电路输出的电流信号获取检测信号,并将所述检测信号输出至所述采样模块;所述采样模块对所述检测信号进行分压采样后输出采样电压至所述隔离模块;所述隔离模块将所述采样电压输出至所述初级控制电路;所述初级控制电路在所述采样电压大于预设值时停止工作。
2.根据权利要求1所述的电流检测电路,其特征在于,还包括稳压模块,由所述稳压模块将经所述隔离模块输出的采样电压输出至所述初级控制电路。
3.根据权利要求1所述的电流检测电路,其特征在于,所述电流检测模块包括电流检测芯片,所述电流检测芯片根据所述输出整流电路输出的电流信号获取检测信号,并将所述检测信号输出至所述采样模块。
4.根据权利要求2所述的电流检测电路,其特征在于,所述隔离模块包括第一三极管、光电耦合器和第一电阻,所述第一三极管的基极连接所述采样模块,所述第一三极管的发射级接地,所述第一三极管的集电极连接所述光电耦合器的第2脚,所述光电耦合器的第1脚通过所述第一电阻接电,所述光电耦合器的第4脚和第3脚连接所述稳压模块。
5.根据权利要求4所述的电流检测电路,其特征在于,所述采样模块包括第二电阻和第三电阻,所述第二电阻的一端连接所述电流检测模块,所述第二电阻的另一端连接所述第一三极管的基极和所述第三电阻的一端,所述第三电阻的另一端接地。
6.根据权利要求4所述的电流检测电路,其特征在于,所述稳压模块包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、稳压二极管和第二三极管;所述第四电阻的一端连接所述光电耦合器的第4脚,所述第四电阻的另一端、所述第二三极管的集电极和所述第五电阻的一端均接电,所述第五电阻的另一端和所述第二三极管的基极均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光电耦合器的第3脚和所述稳压二极管的负极,所述稳压二极管的正极接地,所述第二三极管的发射极连接所述初级控制电路。
7.根据权利要求3所述的电流检测电路,其特征在于,所述电流检测模块还包括整流滤波单元,所述整流滤波单元将所述检测信号进行滤波处理后输出至所述采样模块。
8.根据权利要求7所述的电流检测电路,其特征在于,所述整流滤波模块包括二极管和电容,所述二极管的正极连接所述电流检测芯片的第7脚,所述二极管的负极连接所述电容的一端和所述采样模块,所述电容的另一端接地。
9.一种开关电源,其特征在于,包括输出整流电路、初级控制电路和权利要求1-8任意一项所述的电流检测电路,所述输出整流电路连接所述电流检测电路,所述电流检测电路连接所述初级控制电路。
10.一种电视机,其特征在于,包括如权利要求9所述的开关电源。
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