CN201365305Y

CN201365305Y - 一种电源管理电路及具有该电源管理电路的电视机

Info

Publication number: CN201365305Y
Application number: CNU2009200189766U
Authority: CN
Inventors: 洪烨
Original assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Current assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Priority date: 2009-02-05
Filing date: 2009-02-05
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2019-02-05

Abstract

本实用新型公开了一种电源管理电路及具有该电源管理电路的电视机，所述电源管理电路设置在液晶产品的主机电路中，接收主机电路转换生成的直流电源，进而对所述直流电源进行升压或者降压处理后，生成液晶屏中驱动电路所需的各路工作电源输出至液晶屏，以驱动液晶屏运行。本实用新型通过对液晶屏中驱动电路所需的各路驱动电源的性质进行分析，采用对液晶产品主机电路中原有稳压电路进行改进的方式来形成适用于液晶屏的电源管理电路，进而生成液晶屏驱动电路所需的各路电源，并满足其时序要求，从而避免了现有液晶产品需要独立设置液晶屏电源所产生的诸多问题，节约了成本，提高了效率，尤其适用于价格竞争相对激烈的液晶电视产品中。

Description

一种电源管理电路及具有该电源管理电路的电视机

技术领域

本实用新型属于电源电路技术领域，具体地说，是涉及一种为液晶屏中的驱动电路提供其所需的供电电源和驱动电源的电源管理电路以及具有该电源管理电路的液晶电视机。

背景技术

对于目前的TFT液晶屏来说，其面板等效电路如图1所示。其中，每一个TFT和电容代表一个显示的点，图1中用A表示。而一个基本的显示单元则需要三个这样的显示点来分别代表RGB三原色。以一个1366*768分辨率的TFT-LCD来说，共需要1366*768*3个这样的显示点组合而成。

TFT-LCD工作时，首先按照一定顺序将其中一行的Gate Driver打开，然后整排的Source Driver同时将一整行的显示电极充电到各自所需的电压，显示不同的灰阶。当这一行充好电后，该行的Gate Driver关闭电压，然后下一行的Gate Driver打开输出电压，再由相同的一排Source Driver对下一行显示电极进行充电。以此类推，当充好了最后一行显示电极后，便重新从第一行开始进行下一轮充电。

图1中，TFT即为薄膜三极管，其栅极驱动电压有相应的要求，即VGH＝23V、VGL＝-5.5V。其中，VGH使三极管置于导通状态，而VGL使三极管置于关断状态。另外，驱动电路要求有13.5V的直流供电，即VMAIN＝13.5V。以上三路电源的上电时序如图2所示，按照上电的先后顺序依次为：VMAIN、VGL、VGH。

为了获得VGH、VGL、VMAIN三路电源，并满足图2所示的时序要求，现有的技术方案都是通过液晶屏的内部电路产生，并由液晶屏制造商开发提供，不仅成本高，而且由于液晶屏制造商在电源设计方面技术上的不专业，因此，不能很好地保证电源电路的性能品质。

而对于现有的液晶电视机来说，在其内部信号处理电路中已经设计有稳压电路，比如SCALER部分。若能采用所述的稳压电路来提供液晶屏驱动电路所需的供电电源VMAIN和驱动电源VGH、VGL，那无疑会极大程度的降低整机成本。

但是，由于需要通过稳压电路输出的供电电源和驱动电源有正压、有负压；有升压、有降压；有大电流、有小电流，而且有一定的时序要求，如果简单地用一种稳压电路产生所需的三路电源，在成本和效率上很不合理。因此，本实用新型通过对驱动电流的性质进行分析，提出了一种稳压电路的选择方案。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有液晶产品采用液晶屏内部电路产生其驱动电路所需电源而造成的成本升高问题，提供了一种新型的电源管理电路，通过对液晶产品主机电路中的稳压电路进行改进，以此形成电源管理电路来产生液晶屏内部驱动电路所需的各路电源，从而优化了电源设计，降低了整机成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种电源管理电路，设置在液晶产品的主机电路中，接收主机电路转换生成的直流电源，进而对所述直流电源进行升压或者降压处理后，生成液晶屏中驱动电路所需的各路工作电源输出至液晶屏，以驱动液晶屏运行。

作为其中一种设计方案，在所述电源管理电路中包含有电源输入端、蓄能电感、开关电路和稳压管；所述蓄能电感的一端连接电源输入端，另一端一方面连接开关电路，在开关电路的通断作用下将输入的直流电源转换为交流电源输出，另一方面通过连接稳压管组成稳压电路，以对输入的直流电源进行升压处理后输出液晶屏驱动电路所需的直流供电电源；所述交流电源经整流电路、降压电路和第一延时电路生成液晶屏驱动电路所需的低压驱动电源输出至液晶屏；经所述稳压电路输出的直流电源通过升压电路和第二延时电路生成液晶屏驱动电路所需的高压驱动电源输出至液晶屏。

进一步的，在所述第二延时电路中包含有RC延时电路和一PNP型三极管，所述三极管的基极接收所述稳压电路输出的直流电源，发射极连接所述的RC延时电路，集电极通过滤波电路连接液晶屏，输出所述液晶屏驱动电路所需的高压驱动电源。

当然，所述PNP型三极管也可以采用P沟道MOS管替代，同样可以达到所需的延时效果。

又进一步的，在所述升压电路中包含有两个二极管，其中一个二极管的阳极接收所述稳压电路输出的直流电源，阴极通过隔直电容接收所述的交流电源，将所述直流电源和交流电源进行叠加后，通过另外一个二极管连接另一稳压管的阴极，进而通过所述稳压管的阳极连接第二延时电路。

再进一步的，所述整流电路采用半波整流电路，经隔直电容接收所述的交流电源，滤出所述交流电源中的负电压部分输出至所述的降压电路，以生成液晶屏驱动电路所需的低压驱动电源。

作为另外一种设计方案，在所述电源管理电路中包含有两路开关稳压电荷泵，其电源端接收所述主机电路转换生成的直流电源，输出端连接液晶屏，通过改变其反馈电阻的阻值来调节其输出端输出的电压值，以获得液晶屏驱动电路所需的高压驱动电源和低压驱动电源，所述开关稳压电荷泵的使能端接收电视机主芯片发出的使能控制信号，在接收到有效的使能信号时通过其输出端向液晶屏输出电压；所述主芯片按照所述高压驱动电源和低压驱动电源的上电时序要求生成所述的使能控制信号。

进一步的，在所述电源管理电路中还包含有一DC-DC升压电路，接收所述主机电路转换生成的直流电源，对其进行升压变换后，向液晶屏输出其驱动电路所需的供电电源。

基于上述电源管理电路结构，本实用新型又提供了一种具有所述电源管理电路的电视机，通过对电视机主机电路中的稳压电路进行改进，使其形成可产生液晶屏中驱动电路所需各路电源的电源管理电路，来为液晶屏的运行提供工作电源，从而避免了在液晶屏中另外设计电源电路所造成的结构复杂、成本升高等问题。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型通过对液晶屏中驱动电路所需的各路驱动电源的性质进行分析，采用对液晶产品主机电路中原有稳压电路进行改进的方式来形成适用于液晶屏的电源管理电路，进而生成液晶屏驱动电路所需的各路电源，并满足其时序要求，从而避免了现有液晶产品需要独立设置液晶屏电源所产生的诸多问题，节约了成本，提高了效率，显著增强了液晶产品的市场竞争能力，尤其适用于价格竞争相对激烈的液晶电视产品中。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是液晶面板等效电路的原理图；

图2是液晶屏中驱动电路所需各路电源的时序图；

图3是本实用新型所提出的电源管理电路的一种实施例的电路原理图；

图4是本实用新型所提出的电源管理电路的另外一种实施例的电路原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

本实用新型的电源管理电路通过对液晶产品内部主机电路中原有的稳压电路进行改进，比如电视机主板上信号处理电路中的SCALER电路，来形成适用于液晶屏的电源管理电路，进而将主机电路中电源板生成的直流电源转换成液晶屏中驱动电路所需的各路工作电源输出至液晶屏，以驱动液晶屏运行，从而避免了在液晶屏中再单独设计电源电路所造成的成本升高等问题，为液晶产品的硬件设计提供了新的思路。

对于目前的稳压电路来说，一般可分为线性稳压LDO、电感式开关稳压DC-DC、电容式开关稳压电荷泵三种。其中，线性稳压LDO电路输出的电压纹波最小，但是效率低，且只能降压；而电感式开关稳压DC-DC电路效率高，输出电流大，但是需要外加大尺寸电感且有辐射，成本较高；电容式开关稳压电荷泵虽然效率不高，有纹波，但是简单便宜。

根据液晶屏中驱动电路的要求，13.5V的供电电源VMAIN需要450mA；23V的高压驱动电源VGH和-5.5V的低压驱动电源VGL各需要20mA。而通过电视机电源板输出的直流电源通常为5V或者12V，因此，大电流供电电源VMAIN可以采用电感式开关稳压DC-DC电路供电；而小电流的驱动电源VGH和VGL则可以采用电感式开关稳压DC-DC电路或者电荷泵两种方式供电。

下面以液晶电视机为例，通过两个具体的实施例来详细阐述所述电源管理电路的具体组成结构及工作原理。

实施例一，参见图3所示，本实施例采用电感式开关稳压DC-DC电路的形式来构建电源管理电路，以产生液晶屏中驱动电路所需的供电电源VMAIN和驱动电源VGH、VGL。

图3中，电源管理电路的电源输入端V5V接收电视机电源板输出的+5V直流电源，通过蓄能电感L28连接开关电路，本实施例以MOS管V32组成所述开关电路为例进行说明。其中，MOS管V32的漏极D连接蓄能电感L28，源极S接地，栅极G接收电视机主板上主芯片发出的控制信号，以控制MOS管V32以一定频率进行通断。蓄能电感L28在MOS管V32的通断作用下将输入的+5V直流电源转换为交流电源输出，具体来讲，所述交流电源为具有一定占空比的PWM脉冲波。另一方面，+5V直流电源通过蓄能电感L28连接稳压管D115，进而组成升压稳压电路，以产生液晶屏驱动电路所需的+13.5V的供电电源VMAIN。其中，稳压管D115的阳极连接蓄能电感L28，阴极通过由电容C271、C273、C274、CA63和电感L37组成的滤波电路连接液晶屏，输出稳定的+13.5V供电电源VMAIN，以满足液晶屏内部驱动电路的供电要求。

为了获得液晶屏中驱动电路所需的低压驱动电源VGL，通过蓄能电感L28产生的交流电源通过隔直电容C258连接整流电路。在本实施例中，所述整流电路为半波整流电路，具体可以采用一个双二极管器件D111实现。在所述双二极管器件D111中，其中一个二极管的阴极接地，阳极连接所述的隔直电容C258，将接收到的交流电源中的正电压部分滤除，负电压部分通过第二个二极管输出。所述第二个二极管的阴极连接隔直电容C258，阳极一方面通过电容C257接地，另一方面通过电阻R390连接稳压管D112的阳极，并通过所述稳压管D112的阴极接地。根据液晶屏中驱动电路所需的低压驱动电源VGL的幅值，合理地选择稳压管D112的反向导通压降，比如5.6V，通过电阻R391、电容C259和电感L33组成的滤波电路连接液晶屏，以输出-5.5V低压直流电源，满足驱动电路的VGL要求。在此电路中，电容C257、电阻R390和电容CA68组成第一延时电路，即CRC延时电路，通过合理地选择电容C257、电阻R390和电容CA68的参数，来获得一定的延时时间，进而满足液晶屏驱动电路对低压驱动电源VGL的时序要求。

当然，所述的延时电路也可以采用现有延时电路中的其他结构形式组建实现，本实施例不限于此。

除此之外，为了获得液晶屏中驱动电路所需的高压驱动电源VGH，通过蓄能电感L28产生的交流电源一方面通过隔直电容C265滤出其中的交流成分，连接至双二极管器件D114的中间节点，即3脚；另一方面通过稳压管D115输出交流电源中的直流成分VAA_FB，连接所述双二极管器件D114的1脚，即其中一个二极管的阳极。所述二极管的阴极(即3脚)连接隔直电容C265，将直流成分VAA_FB与通过隔直电容C265的交流电源波形叠加，进而通过第二个二极管整流输出。所述第二个二极管的阳极连接隔直电容C265，阴极(即2脚)通过滤波电容C266连接稳压管D113，滤除3脚上电源中的负电压部分，整流得到接近于两倍的VAA_FB电压，在稳压管D113的箝位作用下，输出液晶屏驱动电路所需的高压驱动电源VGH。

为了满足液晶屏中驱动电路对高压驱动电源VGH的时序要求，所述稳压管D113的阴极连接双二极管器件D114的2脚，阳极通过第二延时电路和滤波电路连接液晶屏。其中，在所述第二延时电路中包含有由电阻R400、R404和电容C267组成的RC延时电路以及一个PNP型三极管V34。所述PNP型三极管V34的基极通过电阻R402、R404连接稳压管D115的阴极；RC延时电路中的电阻R400和电容C267并联后连接在PNP型三极管V34的发射极与电阻R402、R404之间的节点处；三极管V34的集电极通过由电阻R401、电容CA61、C268和电感L34组成的滤波电路连接液晶屏，输出其驱动电路所需的高压驱动电源VGH。由于在第二延时电路中设置了PNP型三极管V34，并且其基极和发射极电压均受控于直流电源VAA_FB的建立过程，因此，通过调整RC延时电路中各器件的参数值即可满足高压驱动电源VGH的输出时序，即VMAIN(13.5V)＜VGL(-5.5V)＜VGH(23V)，使液晶屏得以正常运行。

当然，所述PNP型三极管V34也可以采用P沟道MOS管等其他具有开关作用的开关元件或者集成电路替代，本实施例对此不进行具体限制。

同样的，所述RC延时电路也可以采用其他多种实现形式替代，本实施例不限于此。

实施例二，在本实施例中，所述电源管理电路采用电感式开关稳压DC-DC电路和电容式开关稳压电荷泵组合实现。其中，液晶屏驱动电路所需的供电电源VMAIN采用电感式开关稳压DC-DC电路输出提供，比如图3中下部分产生+13.5V的电路结构，或者其它结构形式的DC-DC升压电路，接收电视机电源板输出的直流电源，对其进行升压变换后，生成并输出供电电源VMAIN；液晶屏驱动电路所需的+23V高压驱动电源VGH和-5.5V低压驱动电源VGL则可以采用电容式开关稳压电荷泵实现，参见图4所示。

图4中，电容式开关稳压电荷泵包括两路U1、U2，其电源端VCC分别接收电视机电源板输出的直流电源Vs，比如+5V或者+12V；输出端VOUT对应连接液晶屏的高压驱动电源接收端VGH和低压驱动电源接收端VGL，并通过由反馈电阻R1/R2或R3/R4组成分压电路连接其反馈端FB，通过调节反馈电阻的阻值来改变其输出端VOUT输出的电压值，以获得液晶屏驱动电路所需的+23V和-5.5V驱动电源。所述开关稳压电荷泵U1、U2的使能端EN分别接收电视机主芯片发出的使能控制信号ENABLE1、ENABLE2，在接收到有效的使能控制信号时将其输出端VOUT打开，向液晶屏输出转换生成的高压驱动电源VGH和低压驱动电源VGL。其中，所述主芯片按照液晶屏驱动电路所需的高压驱动电源和低压驱动电源的上电时序要求来输出所述的使能控制信号ENABLE1、ENABLE2，以控制开关稳压电荷泵U1、U2输出端VOUT输出电压的时序，进而满足图2所示的时序要求，确保液晶屏驱动电路正常运行。

当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式而已，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1、一种电源管理电路，其特征在于：所述电源管理电路设置在液晶产品的主机电路中，接收主机电路转换生成的直流电源，进而对所述直流电源进行升压或者降压处理后，生成液晶屏中驱动电路所需的各路工作电源输出至液晶屏，以驱动液晶屏运行。

2、根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于：在所述电源管理电路中包含有电源输入端、蓄能电感、开关电路和稳压管；所述蓄能电感的一端连接电源输入端，另一端一方面连接开关电路，在开关电路的通断作用下将输入的直流电源转换为交流电源输出，另一方面通过连接稳压管组成稳压电路，以对输入的直流电源进行升压处理后输出液晶屏驱动电路所需的直流供电电源；所述交流电源经整流电路、降压电路和第一延时电路生成液晶屏驱动电路所需的低压驱动电源输出至液晶屏；经所述稳压电路输出的直流电源通过升压电路和第二延时电路生成液晶屏驱动电路所需的高压驱动电源输出至液晶屏。

3、根据权利要求2所述的电源管理电路，其特征在于：在所述第二延时电路中包含有RC延时电路和一PNP型三极管，所述三极管的基极接收所述稳压电路输出的直流电源，发射极连接所述的RC延时电路，集电极通过滤波电路连接液晶屏，输出所述液晶屏驱动电路所需的高压驱动电源。

4、根据权利要求2所述的电源管理电路，其特征在于：在所述升压电路中包含有两个二极管，其中一个二极管的阳极接收所述稳压电路输出的直流电源，阴极通过隔直电容接收所述的交流电源，将所述直流电源和交流电源进行叠加后，通过另外一个二极管连接另一稳压管的阴极，进而通过该稳压管的阳极连接第二延时电路。

5、根据权利要求2所述的电源管理电路，其特征在于：所述整流电路为半波整流电路，经隔直电容接收所述的交流电源，滤出所述交流电源中的负电压部分输出至所述的降压电路，以生成液晶屏驱动电路所需的低压驱动电源。

6、根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于：在所述电源管理电路中包含有两路开关稳压电荷泵，其电源端接收所述主机电路转换生成的直流电源，输出端连接液晶屏，通过改变其反馈电阻的阻值来调节其输出端输出的电压值，以获得液晶屏驱动电路所需的高压驱动电源和低压驱动电源，所述开关稳压电荷泵的使能端接收电视机主芯片发出的使能控制信号，在接收到有效的使能控制信号时通过其输出端向液晶屏输出电压；所述主芯片按照所述高压驱动电源和低压驱动电源的上电时序要求生成所述的使能控制信号。

7、根据权利要求6所述的电源管理电路，其特征在于：在所述电源管理电路中还包含有一DC-DC升压电路，接收所述主机电路转换生成的直流电源，对其进行升压变换后，向液晶屏输出其驱动电路所需的供电电源。

8、一种电视机，包括主机电路和液晶屏，其特征在于：在所述主机电路中设置有一电源管理电路，所述电源管理电路接收主机电路转换生成的直流电源，进而对所述直流电源进行升压或者降压处理后，生成液晶屏中驱动电路所需的各路工作电源输出至液晶屏，以驱动液晶屏运行。

9、根据权利要求8所述的电视机，其特征在于：在所述电源管理电路中包含有电源输入端、蓄能电感、开关电路和稳压管；所述蓄能电感的一端连接电源输入端，另一端一方面连接开关电路，在开关电路的通断作用下将输入的直流电源转换为交流电源输出，另一方面通过连接稳压管组成稳压电路，以对输入的直流电源进行升压处理后输出液晶屏驱动电路所需的直流供电电源；所述交流电源经整流电路、降压电路和第一延时电路生成液晶屏驱动电路所需的低压驱动电源输出至液晶屏；经所述稳压电路输出的直流电源通过升压电路和第二延时电路生成液晶屏驱动电路所需的高压驱动电源输出至液晶屏。

10、根据权利要求8所述的电视机，其特征在于：在所述电源管理电路中包含有两路开关稳压电荷泵，其电源端接收所述主机电路转换生成的直流电源，输出端连接液晶屏，通过改变其反馈电阻的阻值来调节其输出端输出的电压值，以获得液晶屏驱动电路所需的高压驱动电源和低压驱动电源，所述开关稳压电荷泵的使能端接收电视机主芯片发出的使能控制信号，在接收到有效的使能控制信号时通过其输出端向液晶屏输出电压；所述主芯片按照所述高压驱动电源和低压驱动电源的上电时序要求生成所述的使能控制信号；另外，在所述电源管理电路中还包含有一DC-DC升压电路，接收所述主机电路转换生成的直流电源，对其进行升压变换后，向液晶屏输出其驱动电路所需的供电电源。