CN113381613A - 电源控制电路和显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电源控制电路和显示设备。该电源控制电路，包括：整流滤波电路，PFC电路，所述PFC电路的输入端与所述整流滤波电路的输出端连接；PFC控制电路，所述PFC控制电路的输出端与所述PFC电路的控制端连接；同步电路，所述同步电路的输入端与所述PFC控制电路的输出端相连；脉冲调制控制电路，所述脉冲调制控制电路的输入端和所述同步电路的输出端相连；功率变换电路，所述功率变换电路的控制端和所述脉冲调制控制电路的输出端相连，所述功率变换电路的输入端和所述PFC电路的输出端相连。本发明减小了PFC电路中的纹波电流，降低了元器件的选型规格。

Description

电源控制电路和显示设备

本申请是申请日：2018年3月14日，申请号201810207277.X，名称“电源控制电路和电子设备系统”的分案申请。

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源控制电路和显示设备。

背景技术

许多电源控制电路应用功率因数校正（Power Factor Correction，PFC）以校正线路电流，用来产生与线路电压同相的正弦输入电流波形。这样在功率变换电路的前端配置一个PFC电路便能够防止在功率输送系统中出现不必要的功率损耗和热耗散。

图1为本发明提供的现有电源控制电路的电路示意图，如图1所示，一般电源控制电路包括：PFC电路、功率变换电路、PFC控制电路和脉冲调制控制电路（图1中以脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）/脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation，PFM）控制电路示出），其中，PFC电路中的功率器件包括电感L1、二极管VD1、开关管V1以及电解电容C2。PFC控制电路能够控制开关管V1，实现电源对电感L1的充电过程以及电感L1对电解电容C2的充电过程。脉冲调制控制电路能够控制功率变换电路中的开关管V2，实现电解电容C2对功率变换电路的充电过程。

然而，PFC电路中的电解电容C2会同时承受前级流出的充电电流和后级所需的放电电流，这样，流过PFC电路中电解电容C2的纹波电流会很大，对PFC电路中的元器件要求规格会升高。

发明内容

本发明提供一种电源控制电路和显示设备，以解决现有电源控制电路由于经由PFC电路的波动电流较大而导致需要较高规格的元器件的问题。

第一方面，本发明提供一种电源控制电路，包括：整流滤波电路、PFC电路、PFC控制电路、同步电路、脉冲调制控制电路以及功率变换电路；

其中，所述整流滤波电路的输出端与所述PFC电路的输入端连接，所述PFC控制电路与所述PFC电路的控制端连接，用于控制所述PFC电路充电或者停止充电；

所述PFC电路的输出端与所述功率变换电路的输入端连接，所述功率变换电路的控制端与所述脉冲调制控制电路连接；

所述同步电路分别与所述PFC控制电路和所述脉冲调制控制电路连接，所述同步电路用于在所述PFC控制电路控制所述PFC电路停止充电时，向所述脉冲调制控制电路发送同步信号，以使所述脉冲调制控制电路控制所述功率变换电路通过所述PFC电路进行充电。

可选地，所述同步电路包括：第一开关元件和第一电阻；

其中，所述第一开关元件的第一端与所述PFC控制电路的输出端连接；

所述第一开关元件的第二端分别与所述第一电阻的第一端和所述脉冲调制控制电路的输入端连接，用于向所述脉冲调制控制电路发送所述同步信号；

所述第一电阻的第二端用于连接第一电平，所述第一开关元件的第三端接地。

可选地，所述第一开关元件为MOS管或三极管。

可选地，所述同步电路包括：第二开关元件；

其中，所述第二开关元件的第一端与所述PFC控制电路的输出端连接；

所述第二开关元件的第二端与所述脉冲调制控制电路的输入端连接，用于向所述脉冲调制控制电路发送所述同步信号。

可选地，所述第二开关元件包括：运算放大器、比较器以及反相器中的任一。

可选地，所述整流滤波电路包括：整流电路以及第一电容；

其中，所述整流电路的输入端用于连接电源，所述整流电路的第一输出端和第二输出端并联连接有所述第一电容，所述整流电路的第一输出端还与所述PFC电路的第一输入端连接，所述整流电路的第二输出端和所述PFC电路的第二输入端皆接地。

可选地，所述PFC电路包括：第一电感、第一二极管、第三开关元件、第二电阻以及第二电容；

其中，所述整流滤波电路的第一输出端与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极分别与所述第二电容的第一端和所述功率变换电路的第一输入端连接，所述第三开关元件的第一端与所述PFC控制电路连接，所述第三开关元件的第二端分别与所述第一电感的第二端和所述第一二极管的正极连接，所述第三开关元件的第三端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端、所述整流滤波电路的第二输出端、所述第二电容的第二端以及所述功率变换电路的第二输入端皆接地。

可选地，所述功率变换电路包括：第四开关元件、第三电阻、第一变压器、第二二极管、第三二极管、第二电感以及第三电容；

其中，所述第四开关元件的第一端与所述脉冲调制控制电路连接，所述第四开关元件的第二端与所述第一变压器的第一输入端连接，所述第四开关元件的第三端与所述第三电阻的第一端连接，所述第一变压器的第二输入端与所述PFC电路的第一输出端连接，所述PFC电路的第二输出端和所述第三电阻的第二端皆接地，所述第一变压器的第一输出端与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极分别与所述第三二极管的负极和所述第二电感的第一端连接，所述第二电感的第二端用于连接负载的输入端，所述第一变压器的第二输出端与所述第三二极管的正极连接，所述第一变压器的第二输出端和所述第二电感的第二端还并联连接有所述第三电容。

可选地，所述功率变换电路包括：第五开关元件、第六开关元件、第三电感、第四电容、第二变压器、第四二极管、第五二极管以及第五电容；

其中，所述第五开关元件的第一端和所述第六开关元件的第一端皆与所述脉冲调制控制电路连接，所述第五开关元件的第二端和所述第六开关元件的第二端分别与所述第三电感的第一端连接，所述第五开关元件的第三端与所述PFC电路的第一输出端连接，所述PFC电路的第二输出端、所述第六开关元件的第三端以及所述第四电容的第一端皆接地，所述第三电感的第二端与所述第二变压器的第一输入端连接，所述第四电容的第二端和所述第二变压器的第二输入端连接，所述第二变压器的第一输出端与所述第四二极管的正极连接，所述第二变压器的第二输出端与所述第五二极管的正极连接，所述第二变压器的第三输出端和所述第四二极管的负极并联连接有所述第五电容，所述第四二极管的负极用于连接负载的输入端。

第二方面，本发明提供一种电子设备系统，包括：电源、电子设备以及如第一方面所述的电源控制电路。

第三方面，本发明提供一种显示设备，包括电源电路和上述第一方面所述的任意电源控制电路。

本发明提供的电源控制电路和显示设备，该电源控制电路通过PFC电路的输入端与整流滤波电路的输出端连接，PFC控制电路与PFC电路的控制端的连接，使得PFC控制电路能够控制PFC电路对经由整流滤波电路的能量进行存储，实现PFC电路的充电过程。且由于PFC电路和脉冲调制控制电路分别与功率变换电路的连接，同步电路分别与PFC控制电路和脉冲调制控制电路的连接，在PFC控制电路控制PFC电路停止充电的同时，同步电路能够将同步信号传输给脉冲调制控制电路，使得脉冲调制控制电路能够控制功率变换电路通过PFC电路进行充电，即实现PFC电路的放电过程。本实施例解决了现有电源控制电路由于经由PFC电路的波动电流较大而导致需要较高规格的元器件的问题，通过设置的同步电路实现了PFC电路和功率变换电路的关联，也实现了对电路PFC电路充电和PFC放电的驱动时序的可控，使得PFC电路停止充电的时刻和PFC电路开始放电的时刻能够保持同步，这样只有在PFC电路停止充电时，才能实现PFC电路的放电过程，减轻了PFC电路中同一时刻的充电电流和放电电流，减少了流经PFC电路的纹波电流，降低了对PFC电路中元器件的规格要求，从而节约了成本，提高了装置工作的稳定性。

附图说明

图1为本发明提供的现有电源控制电路的电路示意图；

图2为本发明提供的电源控制电路的结构示意图；

图3为本发明提供的电源控制电路的时序示意图；

图4为本发明提供的同步电路的结构示意图；

图5为本发明提供的同步电路的结构示意图；

图6为本发明提供的电源控制电路的结构示意图；

图7为本发明提供的整流滤波电路的结构示意图；

图8为本发明提供的PFC电路的结构示意图；

图9为本发明提供的功率变换电路的电路示意图；

图10为本发明提供的功率变换电路的电路示意图；

图11A为本发明提供的现有电源控制电路的波形示意图；

图11B为本发明提供的现有电源控制电路的波形示意图；

图11C为本发明提供的现有电源控制电路的波形示意图；

图12A为本发明提供的电源控制电路的波形示意图；

图12B为本发明提供的电源控制电路的波形示意图；

图12C为本发明提供的电源控制电路的波形示意图；

图13为本发明提供的电子设备系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，当PFC控制电路控制开关管V1导通时，电源对电感L1储能；当PFC控制电路控制开关管V1关断时，电感L1的能量通过VD1释放，给电解电容C2充电。当脉冲调制控制电路控制开关管V2导通时，电解电容C2通过变压器T1释放能量，变压器T1再对释放的能量进行变换，得到所需的工作电压。

本领域技术人员可以理解，现有的电源控制电路中，前级的PFC电路和后级的功率变换电路在驱动时序上是不可控的，电解电容C2会同时承受前级流出的充电电流和后级所需的放电电流，进而流过电解电容C2的纹波电流很大，对PFC电路中的电解电容C2规格要求高。

进一步地，若选择满足电路要求的电解电容C2的规格，会增加现有电源控制电路消耗的元器件成本，且电解电容C2上的纹波电流很容易烧坏电解电容C2，使得PFC电路短路且无法完成充放电过程，这样现有的电源控制电路便无法完成对市电的转换过程。为了解决上述存在的问题，本实施例能够将PFC电路和功率变换电路的驱动时序从不可控变为可控，减少经流PFC电路的充电电流和放电电流，从而降低元器件的成本以及减少纹波电流的影响。下面结合图2，对本实施例中图像形成装置的具体结构进行详细说明。

图2为本发明提供的电源控制电路的结构示意图，图3为本发明提供的电源控制电路的时序示意图。如图2所示，本实施例的电源控制电路可以包括：整流滤波电路、PFC电路、PFC控制电路、同步电路、脉冲调制控制电路以及功率变换电路。

其中，整流滤波电路的输出端与PFC电路的输入端连接，PFC控制电路与PFC电路的控制端连接，用于控制PFC电路充电或者停止充电。

PFC电路的输出端与功率变换电路的输入端连接，功率变换电路的控制端与脉冲调制控制电路连接。

同步电路分别与PFC控制电路和脉冲调制控制电路连接，同步电路用于在PFC控制电路控制PFC电路停止充电时，向脉冲调制控制电路发送同步信号，以使脉冲调制控制电路控制功率变换电路通过PFC电路进行充电。

具体地，本实施例中整流滤波电路不仅能够将市电转换为脉动的直流电，还能够滤除其高频及脉冲干扰。其中，本实施例对整流滤波电路的具体实现形式不做限定。

进一步地，本实施例中PFC控制电路通过与PFC电路的控制端的连接，能够向PFC电路发送第一驱动信号Vg1，由于整流滤波电路的输出端与PFC电路的输入端连接，因此，该第一驱动信号Vg1能够控制PFC电路从经由整流滤波电路的通路上获取能量，实现对PFC电路的充电过程，进而实现PFC电路充电或者停止充电的过程。

具体地，当PFC控制电路的第一驱动信号Vg1控制PFC电路开始充电时，PFC电路能够将整流滤波后的脉动直流电压变为比较稳定的直流电压，进而将能量储存起来，完成充电过程。当PFC控制电路的驱动信号控制PFC电路停止充电时，PFC电路就无法继续充电。其中，本实施例中PFC电路可采用现有电源控制电路中的PFC电路，也可采用其他形式，本实施例对此不做限定。

进一步地，PFC控制电路的第一驱动信号Vg1便能够控制PFC电路实现充电或停止充电的过程。其中，本实施例中PFC控制电路可采用现有电源控制电路中的PFC控制电路，也可采用其他形式，本实施例对此不做限定。可选地，PFC控制电路的控制方式为临界导通模式（Critical Conduction Mode，CRM）、电感电流连续模式（continuous current mode，CCM）和电感电流断续模式（discontinuous current mode，DCM）交错模式中的任一。

具体地，本实施例中脉冲调制控制电路通过与功率变换电路的控制端的连接，能够向功率变换电路传输发送第二驱动信号Vg2，由于PFC电路的输出端与功率变换电路的输入端连接，因此，该第二驱动信号Vg2能够控制功率变换电路通过获取PFC电路中存储的能量，并将该能量进行变换得到实际所需的工作电压，进而便能够实现PFC电路对功率变换电路放电或停止放电的过程。

进一步地，脉冲调制控制的第二驱动信号Vg2便能够对功率变换电路通过控制PFC电路实现充电或停止充电的过程。其中，本实施例中脉冲调制控制电路可采用现有电源控制电路中的脉冲调制控制电路，也可采用其他形式，本实施例对此不做限定。可选地，脉冲调制控制电路的控制方式为PWM和PFM中的任一。

一方面，当PFC控制电路向PFC电路发送的第一驱动信号Vg1指示PFC电路停止充电时，由于PFC控制电路与同步电路连接，同步电路与功率变换电路连接，因此，同步电路便可根据第一驱动信号Vg1向脉冲调制控制电路发送同步信号，在脉冲功率控制电路接收到同步信号时可以向功率变换电路发送第二驱动信号Vg2，该第二驱动信号Vg2使得功率变换电路同步开始PFC电路对功率变换电路的放电过程，进而释放PFC电路所存储的能量。这样，本实施例中通过同步电路的设置，能够将PFC电路停止充电的时刻作为PFC电路开始放电的时刻且两个时刻保持同步，使得PFC电路的充电过程和放电过程变为不同的驱动时序。

具体地，本实施例中PFC控制电路控制PFC电路是否充电的第一驱动信号Vg1，和脉冲调制控制电路控制功率变换电路是否通过PFC电路进行充电的第二驱动信号Vg2，可同为高电平，也可同为低电平，亦可为信号相反的电平，本实施例对第一驱动信号Vg1和第二驱动信号Vg2的具体形式不做限定，只需同步电路向脉冲调制控制电路输出的同步信号，保证PFC电路停止充电的时刻与功率变换电路通过PFC电路开始进行充电的时刻保持同步即可。

接下来，在一个具体的实施例中，假定PFC电路停止充电的驱动时序和功率变换电路开始充电的驱动时序的周期保持固定，对PFC电路停止充电的驱动时序和功率变换电路开始充电的驱动时序进行控制的具体实现方式进行详细的说明。

如图3所示，当PFC控制电路向PFC电路发送的第一驱动信号Vg1时，PFC电路能够进行储能，实现充电过程。当PFC控制电路向PFC电路发送的能够使得PFC电路停止充电的第一驱动信号Vg1时，PFC电路便停止充电。由于同步电路与PFC控制电路的连接，因此，PFC控制电路还会将使得PFC电路停止充电的第一驱动信号Vg1发送给同步电路。由于同步电路与脉冲调制控制电路连接，因此，同步电路可以根据第一驱动信号Vg1向脉冲调制控制电路传输同步信号。又由于功率变化电路与脉冲调制控制电路连接，因此，脉冲调制控制电路可根据同步信号向功率变化电路发送的第二驱动信号Vg2，使得功率变化电路通过PFC电路实现充电过程。这样，PFC电路在停止充电的同时，能够实现放电。

进一步地，PFC电路和功率变换电路通过设有的同步电路实现了关联，对PFC电路停止充电的第一驱动信号Vg1与使得PFC电路开始放电的第二驱动信号Vg2可控，且PFC电路停止充电的时刻能够与PFC电路对功率变换电路开始放电的时刻保持同步。

此处需要说明的是，PFC电路停止充电的驱动时序和功率变换电路开始充电的驱动时序的周期也可以不固定，对PFC电路停止充电的驱动时序和功率变换电路开始充电的驱动时序进行控制的具体实现方式可参照上述方式，此处不进行赘述。

另一方面，当功率变换电路检测到通过PFC电路充电得到的功率达到额定功率时，功率变换电路可向脉冲调制控制电路发送停止充电的指示信号，脉冲调制控制电路根据停止充电的指示信号便能够向功率变换电路输出第二驱动信号Vg2，该第二驱动信号Vg2能够断开与PFC电路的连接，还能够指示功率变换电路不再通过PFC电路进行充电，进而PFC电路便无法继续向功率变换电路进行放电。

本领域技术人员可以理解，现有的电源控制电路中前级的PFC电路和后级的功率变换电路在驱动时序上是不可控的，因此，前级的PFC电路上同时存在充电电流和放电电流，使得PFC电路易受到纹波电流的影响。而本实施例的电源控制电路通过同步电路分别与PFC控制电路和脉冲调制控制电路的连接，使得PFC电路和功率变换电路的驱动时序可控。而且，与现有技术中的PFC电路需要将通过充电得到的能量进行释放并再次存储的过程不同，功率变换电路能够直接获取PFC电路通过充电获取的能量，在PFC电路停止充电的同时，能够实现PFC电路向功率变换电路放电的过程，减轻了PFC电路上同一时刻的充电电流和放电电流，使得流经PFC电路的纹波电流减小，进而降低了PFC电路受到纹波电流的影响，也降低了对PFC电路中元器件的规格要求。

本实施例提供的电源控制电路，通过PFC电路的输入端与整流滤波电路的输出端连接，PFC控制电路与PFC电路的控制端的连接，使得PFC控制电路能够控制PFC电路对经由整流滤波电路的能量进行存储，实现PFC电路的充电过程。且由于PFC电路和脉冲调制控制电路分别与功率变换电路的连接，同步电路分别与PFC控制电路和脉冲调制控制电路的连接，在PFC控制电路控制PFC电路停止充电的同时，同步电路能够将同步信号传输给脉冲调制控制电路，使得脉冲调制控制电路能够控制功率变换电路通过PFC电路进行充电，即实现PFC电路的放电过程。本实施例解决了现有电源控制电路由于经由PFC电路的波动电流较大而导致需要较高规格的元器件的问题，通过设置的同步电路实现了PFC电路和功率变换电路的关联，也实现了对电路PFC电路充电和PFC放电的驱动时序的可控，使得PFC电路停止充电的时刻和PFC电路开始放电的时刻能够保持同步，这样只有在PFC电路停止充电时，才能实现PFC电路的放电过程，减轻了PFC电路中同一时刻的充电电流和放电电流，减少了流经PFC电路的纹波电流，降低了对PFC电路中元器件的规格要求，从而节约了成本，提高了装置工作的稳定性。

在上述图2和图3实施例的基础上，结合图4-图12，对本实施例中电源控制电路的具体结构进行详细的说明。

首先，本实施例中同步电路的具体实现形式有多种，本实施例对此不做限定。下面结合图4和图5，对本实施例中同步电路的具体结构进行详细的说明

第一种可行的实现方式，图4为本发明提供的同步电路的结构示意图，如图4所示，同步电路包括：第一开关元件和第一电阻。

其中，第一开关元件的第一端与PFC控制电路的输出端连接。第一开关元件的第二端分别与第一电阻的第一端和脉冲调制控制电路的输入端连接，用于向脉冲调制控制电路发送同步信号。第一电阻的第二端用于连接第一电平，第一开关元件的第三端接地。

具体地，第一开关元件的第一端通过与PFC控制电路的输出端的连接，能够接收PFC控制电路发送的第一驱动信号Vg1。第一开关元件的第二端通过与脉冲调制控制电路的输入端的连接，能够向脉冲调制控制电路发送同步信号。且由于第一电阻的第一端和脉冲调制控制电路的输入端均与第一开关元件的第二端连接，且第一电阻的第二端连接有第一电平，因此，脉冲调制控制电路的输入端的电压可以与第一开关元件的第三端的电压相等，且脉冲调制控制电路的输入端也可以与第一电阻的第一端的电压相等。

进一步地，本实施例中可以在第一驱动信号Vg1能够控制PFC电路停止充电时，控制第一开关元件的第二端输出电压与第一电阻的第一端的电压不同，进而改变脉冲调制控制电路的输入端的电压，使得脉冲调制控制电路能够根据该电压检测到PFC电路停止充电，进而向功率变换电路发送第二驱动信号Vg2，使得功率变换电路能够通过PFC电路开始充电。

可选地，第一开关元件可以为MOS管或三极管。为了便于说明，如图4所示，本实施例中第一开关元件采用NPN三极管为例进行示意。具体地，当第一开关元件为NPN三极管时，第一开关元件的第一端为NPN三极管的基极，第一开关元件的第二端为NPN三极管的集电极，第一开关元件的第三端为NPN三极管的发射极。

进一步地，本实施例可以设定在第一驱动信号Vg1为低电平时，PCF电路充电，NPN三极管的基极为低电平，NPN三极管的发射极为低电平，NPN三极管无法导通，且脉冲调制控制电路的输入端的电压与第一电阻的第一端的电压相等，且为低电平。

在第一驱动信号Vg1为高电平时，PCF电路停止充电，NPN三极管的基极为高电平，NPN三极管的发射极为低电平，NPN三极管导通，且脉冲调制控制电路的输入端的电压与NPN三极管的集电极输出的电压相等，为高电平。

这样，脉冲调制控制电路能够检测到NPN三极管的集电极输出的电压的变化，且识别出PFC控制电路向PFC电路输出的第一驱动信号Vg1的变化，进而能够向功率变换电路发送第二驱动信号Vg2，使得功率变换电路能够通过PFC电路开始充电。因此，通过第一开关元件和第一电阻的设置，能够使得PFC电路停止充电的时刻和开始放电的时刻的保持同步，还使得PFC电路与功率变换电路的驱动时序可控。

第二种可行的实现方式，图5为本发明提供的同步电路的结构示意图，图5为本发明提供的整流滤波电路的结构示意图，如图5所示，同步电路包括：第二开关元件。

其中，第二开关元件的第一端与PFC控制电路的输出端连接。第二开关元件的第二端与脉冲调制控制电路的输入端连接，用于向脉冲调制控制电路发送同步信号。

具体地，第二开关元件的第一端通过与PFC控制电路的输出端的连接，能够接收到PFC控制电路发送的第一驱动信号Vg1。第二开关元件的第二端通过与脉冲调制控制电路的输入端的连接，能够根据第一驱动信号Vg1，向脉冲调制控制电路发送同步信号。即第二开关元件能够根据第一驱动信号Vg1的电平方向的变化或者大小的改变，来向脉冲调整控制电路发送与之对应的同步信号，使得脉冲调制控制电路能够根据同步信号检测PFC电路是否停止充电，进而能够向功率变换电路发送第二驱动电路Vg2，使得功率变换电路能够通过PFC电路实现充电过程。因此，通过第二开关元件的设置，能够使得PFC电路停止充电的时刻和开始放电的时刻的保持同步，还使得PFC电路与功率变换电路的驱动时序可控。

可选地，第二开关元件包括：运算放大器、比较器以及反相器中的任一。为了便于说明，结合图5，本实施例中第二开关元件以反相器为例进行示意。具体地，第二开关元件的第一端为反相器的输入端，第二开关元件的第二端为反相器的输出端。

具体地，本实施例可以设定当第一驱动信号Vg1为低电平时，PCF电路停止充电，反相器可以接收到第一驱动信号Vg1，并可以将反向的第一驱动信号Vg1作为同步信号传输给脉冲调整控制电路，使得脉冲调整控制电路检测到高电平。且设定脉冲调整控制电路检测到同步信号为高电平时，脉冲调整控制电路通过向功率变换电路发送第二驱动信号Vg2，控制功率变换电路能够通过PFC电路进行充电，即实现PFC电路的放电过程。

进一步地，本实施例中PFC控制电路和脉冲调制控制电路可以为集成芯片，也可为各元器件搭建的控制电路，本实施例对PFC控制电路和脉冲调制控制电路的具体形式不做限定。

在一个具体的实施例中，图6为本发明提供的电源控制电路的结构示意图，如图6所示，本实施例中的PFC控制电路可以包括：第一控制模块、第一RS触发器以及第一驱动模块，脉冲调制控制电路可以包括：第二控制模块、第二RS触发器以及第二驱动模块，同步电路可以为反相器。

其中，第一控制模块的两个输出端分别与第一RS触发器的R输入端和S输入端连接，第一RS触发器的Q输出端分别与第一驱动模块和反相器连接，用于向第一驱动模块和反相器发送第一驱动信号Vg1，第一驱动模块与PFC电路连接。

反相器与第二RS触发器的S输入端连接，用于向第二RS触发器的S输入端发送同步信号，第二控制模块与第二RS触发器的R输入端连接，第二RS触发器的Q输出端与第二驱动模块连接，第二驱动模块与功率变换电路连接，用于向功率变换电路发送第二驱动信号Vg2。

具体地，通过第一控制模块的两个输出端分别与第一RS触发器的R输入端和S输入端的连接，使得第一控制模块能够经由第一RS触发器输出第一驱动信号Vg1，由于第一RS触发器的Q输出端分别与第一驱动模块和反相器的连接，因此，输入到第一驱动模块和反相器的第一驱动信号Vg1电平相同。

其中，通过第一驱动模块与PFC电路的连接，第一驱动模块便可根据第一驱动信号Vg1控制PFC电路对经由整流滤波电路的能量进行存储，实现PFC电路的充电过程。当第一驱动信号Vg1改变电平方向且能够控制PFC电路停止充电时，第一驱动信号Vg1可经由反相器后变为与第一驱动信号Vg1的电平相反的同步信号。通过反相器与第二RS触发器的连接，第二RS触发器与第二驱动模块的连接，使得该同步信号经过第二RS触发器输入到第二驱动模块。由于第二驱动模块与功率变换电路的连接，第二驱动模块便可根据该同步信号向功率变换电路发送第二驱动信号Vg2，使得第二驱动信号Vg2能够控制功率变换电路通过PFC电路进行充电。

进一步地，结合图3，在PFC控制电路的第一驱动信号Vg1与脉冲调制控制电路的第二驱动信号Vg2皆为高电平时，在PFC电路停止充电时，第一控制模块经由第一RS触发器的Q端输出第一驱动信号Vg1为低电平，经由第一驱动模块便可控制PFC电路停止充电。与此同时，第一驱动信号Vg1经由反相器的反向作用可变为高电平，即同步信号，同步信号经由第二RS触发器的S输入端，由于第一RS触发器本身特性，使得第二RS触发器的Q端输出高电平，第二RS触发器再将高电平传输给第二驱动模块，使得第二驱动模块能够输出第二驱动信号Vg2，来控制功率变换电路通过PFC电路实现充电，这样PFC电路便可开始放电，且PFC电路停止充电的时刻能够与PFC电路开始放电的时刻保持同步。

其次，可选地，图7为本发明提供的整流滤波电路的结构示意图，如图7所示，本实施例中电源控制电路的整流滤波电路包括：整流电路以及第一电容。其中，整流电路的输入端用于连接电源，整流电路的第一输出端和第二输出端并联连接有第一电容，整流电路的第一输出端还与PFC电路的第一输入端连接，整流电路的第二输出端和PFC电路的第二输入端皆接地。

具体地，本实施例中整流电路能够将电源（如市电）转换成脉动的直流电，本实施例对整流电路的具体形式不做限定。可选地，整流电路为全桥整流器。具体地，整流电路主要是由四个二极管组成的桥路来实现把输入的交流电压转化为输出的直流电压。且由于电容具有滤除高频及脉冲干扰的特性，因此，将第一电容并联连接在整流电路的两个输出端（第一输出端和第二输出端），且PFC电路也并联连接在整流电路的两个输出端，这样整流滤波电路便可将输出的脉冲的直流电压发送给PFC电路。其中，本实施例中整流滤波电路的具体形式不限于上述具体结构，本实施例对此不做限定。

接着，图8为本发明提供的PFC电路的结构示意图。如图8所示，本实施例中电源控制电路的PFC电路包括：第一电感、第一二极管、第三开关元件、第二电阻以及第二电容。

其中，整流滤波电路的第一输出端与第一电感的第一端连接，第一电感的第二端与第一二极管的正极连接，第一二极管的负极分别与第二电容的第一端和功率变换电路的第一输入端连接，第三开关元件的第一端与PFC控制电路连接，第三开关元件的第二端分别与第一电感的第二端和第一二极管的正极连接，第三开关元件的第三端与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端、整流滤波电路的第二输出端、第二电容的第二端以及功率变换电路的第二输入端皆接地。

具体地，本实施例中第三开关元件可为晶体三极管或者场效应管等，本实施例对此不做限定。其中第三开关元件的第一端为控制端，第二端和第三端为输入端/输出端。且本实施例中对第一电感、第一二极管以及第二电容的具体类型也不做限定。

进一步地，当PFC控制电路控制第三开关元件导通时，电源可经由整流滤波电路，对第一电感存储能量。当PFC控制电路控制第三开关元件断开时，通过PFC控制电路、同步电路和脉冲调制控制信号的连接，由于同步电路向脉冲调制控制电路的同步信号，可使得功率变换电路能够通过PFC电路进行充电，因此，第一电感可先向功率变换电路充电，当第一电感释放的能量已经满足功率变换电路的需求并有多余时，第一电感可将剩余的能量通过第二电容进行存储。

最后，图9为本发明提供的功率变换电路的电路示意图，图10为本发明提供的功率变换电路的电路示意图。本实施例中的功率变换电路可以采用反激、正激、半桥、全桥等不同的拓扑架构，本实施例对此不限定。为了便于说明，本实施例中采用如图9和图10的两种实现方式来说明功率变换电路的具体结构。

第一种可行的实现方式，如图9所示，功率变换电路包括：第四开关元件、第三电阻、第一变压器、第二二极管、第三二极管、第二电感以及第三电容。

其中，第四开关元件的第一端与脉冲调制控制电路连接。第四开关元件的第二端与第一变压器的第一输入端连接，第四开关元件的第三端与第三电阻的第一端连接，第一变压器的第二输入端与PFC电路的第一输出端连接，PFC电路的第二输出端和第三电阻的第二端皆接地，第一变压器的第一输出端与第二二极管的正极连接，第二二极管的负极分别与第三二极管的负极和第二电感的第一端连接，第二电感的第二端用于连接负载的输入端，第一变压器的第二输出端与第三二极管的正极连接，第一变压器的第二输出端和第二电感的第二端还并联连接有第三电容。

具体地，本实施例中第四开关元件可为晶体三极管或者场效应管等，本实施例对此不做限定。其中第四开关元件的第一端为控制端，第二端和第三端为输入端/输出端。且本实施例中对第一变压器、第二二极管、第三二极管、第二电感以及第三电容的具体类型也不做限定。

进一步地，当PFC电路停止充电时，PFC控制电路不仅能够向PFC电路发送停止充电的第一驱动信号Vg1，还可向同步电路发送第一驱动信号Vg1，并通过同步电路和脉冲调制控制电路的连接，使得同步电路向脉冲调制控制电路发送同步信号，使得脉冲调制控制电路能够输出使得第四开关元件导通的第二驱动信号Vg2，进而PFC电路将自身存储的能量经由第一变压器能够输出所需的工作电压，再经过第二二极管和第二电感的滤波作用，使输出的工作电压经过第二二极管整流后变得平滑，且第二二极管的设置还能增加驱动负载的能力。采用第二二极管和第三二极管能够起到分流的作用，减少热量，使得两个二极管损坏的几率下降很多，第三电容还能够滤除高频分量的作用。

第二种可行的实现方式，如图10所示，功率变换电路包括：第五开关元件、第六开关元件、第三电感、第四电容、第二变压器、第四二极管、第五二极管以及第五电容。

其中，第五开关元件的第一端和第六开关元件的第一端皆与脉冲调制控制电路连接，第五开关元件的第二端和第六开关元件的第二端分别与第三电感的第一端连接，第五开关元件的第三端与PFC电路的第一输出端连接，PFC电路的第二输出端、第六开关元件的第三端以及第四电容的第一端皆接地，第三电感的第二端与第二变压器的第一输入端连接，第四电容的第二端与第二变压器的第二输入端连接，第二变压器的第一输出端与第四二极管的正极连接，第二变压器的第二输出端与第五二极管的正极连接，第二变压器的第三输出端和第四二极管的负极并联连接有第五电容，第四二极管的负极用于连接负载的输入端。

具体地，本实施例中第五开关元件和第六开关元件皆可为晶体三极管或者场效应管等，本实施例对此不做限定。其中第五开关元件和第六开关元件的第一端为控制端，第二端和第三端为输入端/输出端。且本实施例中对第三电感、第四电容、第二变压器、第四二极管、第五二极管以及第五电容的具体类型也不做限定。

进一步地，当PFC电路停止充电时，PFC控制电路不仅能够向PFC电路发送停止充电的第一驱动信号Vg1，还可向同步电路发送第一驱动信号Vg1，且通过同步电路和脉冲调制控制电路的连接，使得同步电路向脉冲调制控制电路发送同步信号，使得脉冲调制控制电路能够输出使得第五开关元件导通且第六开关元件断开的驱动信号，进而PFC电路经由第三电感向第四电容充电。待第四电容充满后，脉冲调制控制电路输出驱动信号，使得第五开关元件断开且第六开关元件打开，这样PFC电路便停止向第三电感和第四电容放电，且开始第四电容向第二变压器的输入端进行充电的过程。从第二变压器的输出端输出的工作电压，经过第四二极管和第五二极管整流后输出的工作电压变得平滑，且第四二极管和第五二极管的设置能增加驱动负载的能力，且采用第四二极管和第五二极管还能起到分流的作用，减少热量，使得两个二极管损坏的几率下降很多，第五电容还能够滤除高频分量的作用。

进一步地，无论图9或图10中功率变换电路采用何种实现方式，皆能够通过PFC控制电路、同步电路与脉冲调制控制电路的连接，能够使得PFC电路充电与放电的驱动时序可控，也使得PFC电路中的元器件不会同时承受放电电流和充电电流，减少了纹波电流，降低了元器件的成本，从而减少了对电源控制电路能够正常工作的影响。

进一步地，为了说明本实施例中的电源控制电路能够减少纹波电流，因此，结合图11A、11B、11C以及12A、12B、12C，通过比较现有的电源控制电路和本实施例的电源控制电路中的第一电感L1、第一二极管VD1以及第二电容C2上流经的电流来进行详细的说明。

图11A为本发明提供的现有电源控制电路的波形示意图，图11B为本发明提供的现有电源控制电路的波形示意图，图11C为本发明提供的现有电源控制电路的波形示意图。图12A为本发明提供的电源控制电路的波形示意图，图12B为本发明提供的电源控制电路的波形示意图，图12C为本发明提供的电源控制电路的波形示意图。

具体地，如图11A所示，现有的电源控制电路中，当电感L1进行充电时，电感L1上的电流I1逐渐增大。当电感L1将其存储的能量经由二极管VD1，释放给电解电容C2时，流经VD1与C2的电流I1可保持相同的趋势且逐渐减小直至为0。如图11B所示，现有的电源转换电路中，当电解电容C2向后级的功率转换电路进行充电时，电解电容C2与变压器T1的电流I2可保持相同趋势且会逐渐增大。如图11C所示，由于电解电容C2会同时承受充电电流I1和放电电流I2，因此，在一个周期内，经过电解电容C2的电流是三角形abc的面积。

进一步地，如图12A所示，本实施例的电源转换电路中，当电感L1进行充电时，电感L1上的电流I1逐渐增大。此时，电感L1会先向功率变换电路中的变压器T1进行放电，再向电容C2放电。因此，在电感L1结束充电后，电容C2与变压器T1的电流I2可保持相同趋势且会逐渐增大。如图12B所示，当功率变换电路中的变压器T1获得的能量达到了额定功率后，电感L1才会将多余能量传输给电容C2。因此，流经VD1与C2的电流I1-I2可保持相同的趋势且逐渐减小直至为0。如图12C所示，由于电容C2会同时承受充电电流I1和放电电流I2，因此，在一个周期内，经过电容C2的电流是三角形def和三角形fmn的面积之和。

进一步地，相比现有电源控制电路而言，由于电感L1不会先向电容C2充电，而是在满足功率转换电流的需求之后，电感L1才会将多余的能量传输给电容C2，因此，本实施例中经过电容C2的电流会减少三角形efn的面积。这样，电容C2所承受的纹波电流会减少，进而对电容C2的规格要求不会很高，成本也会降低，电源控制电路受到的纹波电流的影响也会降低。

图13为本发明提供的电子设备系统的结构示意图。如图13所示，本实施例提供的电子设备系统130包括电源1301、电子设备1302以及前述实施例中所述的电源控制电路1303。具体地，可将电源控制电路1303设置在电源1301中，也可将电源控制电路1303设置在电子设备1302中。在电子设备1302需要电源1301对其供电时，电源1301可以通过与电源控制电路1303的连接，向电子设备1302供电。其中，本实施例中的电子设备1303可以是家用电器、工业电器或终端通讯设备等设备。

本发明实施例提供的电子设备系统130可以为应用于家用电器、工业电器或终端通讯设备等各个领域中。电源控制电路1303连接在电源和电子设备（即负载）之间，能够保证交流电与直流电的转换过程。本发明实施例提供的电子设备系统130采用如上述所述的电源控制电路1303，可执行上述实施例，其具体实现原理和技术效果，可参见上述方法实施例，本实施例此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种电源控制电路，其特征在于，包括：

整流滤波电路，

PFC电路，所述PFC电路的输入端与所述整流滤波电路的输出端连接；

PFC控制电路，所述PFC控制电路的输出端与所述PFC电路的控制端连接；

同步电路，所述同步电路的输入端与所述PFC控制电路的输出端相连；

脉冲调制控制电路，所述脉冲调制控制电路的输入端和所述同步电路的输出端相连；

功率变换电路，所述功率变换电路的控制端和所述脉冲调制控制电路的输出端相连，所述功率变换电路的输入端和所述PFC电路的输出端相连；

所述PFC电路包括第一电感、第一开关管，所述PFC控制电路输出第一控制信号来控制所述第一开关管闭合或断开；当所述第一开关管闭合时，所述整流滤波电路给所述第一电感充电；当所述PFC控制电路输出第一控制信号控制所述第一开关管断开时，所述同步电路接收到所述PFC控制电路输出的第一控制信号，且所述同步电路给所述脉冲调制控制电路发送同步信号；

所述功率变换电路包括所述第四开关元件、第一变压器、第二二极管，所述脉冲调制控制电路接收到所述同步信号，所述脉冲调制控制电路输出第二控制信号来控制所述第四开关元件闭合或断开；当所述第四开关元件闭合时，所述PFC电路给所述第一变压器充电；当所述第四开关元件断开时，所述变压器通过所述第二二极管放电。

2.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，所述PFC电路还包括：

所述第一二极管、第二电容，所述第一电感的第二端与所述第一二极管的第一端相连，所述第一二极管的第二端分别和所述第二电容的第一端、所述功率变换电路相连，所述第二电容的第二端接地。

3.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，所述功率变换电路还包括：

所述第二二极管，所述第二二极管第一端和所述第一变压器输出端相连。

4.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，

所述整流滤波电路包括整流电路和第一电容，所述整流电路的输入端用于连接电源，所述整流电路的第一输出端和第二输出端并联连接有所述第一电容，所述整流电路的第一输出端还与所述PFC电路的第一输入端连接，所述整流电路的第二输出端和所述PFC电路的第二输入端皆接地。

5.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，所述同步电路包括：第一开关元件和第一电阻；

所述第一开关元件的第一端与所述PFC控制电路的输出端连接；

所述第一开关元件的第二端分别与所述第一电阻的第一端和所述脉冲调制控制电路的输入端连接，用于向所述脉冲调制控制电路发送所述同步信号；

所述第一电阻的第二端用于连接第一电平，所述第一开关元件的第三端接地。

6.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，所述同步电路包括：第二开关元件；

所述第二开关元件的第一端与所述PFC控制电路的输出端连接；

所述第二开关元件的第二端与所述脉冲调制控制电路的输入端连接，用于向所述脉冲调制控制电路发送所述同步信号。

7.根据权利要求5所述的电源控制电路，其特征在于，所述第一开关元件为MOS管或三极管。

8.根据权利要求6所述的电源控制电路，其特征在于，所述第二开关元件包括：运算放大器、比较器以及反相器中的任一。

9.根据权利要求2所述的电源控制电路，其特征在于，所述PFC电路还包括：

第一电阻，所述电阻的第一端和所述第一开关管相连，所述电阻的第二端接地。

10.根据权利要求3所述的电源控制电路，其特征在于，所述功率变换电路还包括：

第二电阻，所述第二电阻的第一端和所述第四开关元件相连，所述第二电阻的第二端接地。

11.一种显示设备，其特征在于，包括电源电路和如权利要求1-10任一项所述的电源控制电路。

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