CN203279282U - Led显示模块的供电电路及平板电视机 - Google Patents

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杨勇
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Abstract

本实用新型公开了一种LED显示模块的供电电路及具有该供电电路的平板电视机，所述供电电路包括第一隔离PFC子电路、第二隔离PFC子电路和用于输出控制LED显示模块工作的恒流驱动模块，所述第一隔离PFC子电路输出第一浮动电压至LED显示模块和恒流驱动模块；第二隔离PFC子电路输出第二浮动电压至所述恒流驱动模块，该恒流驱动模块根据第一浮动电压对所述第二浮动电压进行调整后与所述第一浮动电压叠加形成恒定的直流电压，为所述LED显示模块供电。本实用新型提供的供电电路降低了在LED显示模块调光时对机芯供电的影响，同时提高了供电电路的输出功率和效率，降低了供电电路的高度。

Description

LED显示模块的供电电路及平板电视机
技术领域
本实用新型涉及电子产品技术领域，特别涉及一种LED显示模块的供电电路及平板电视机。
背景技术
众所周知，当今科学技术发展日新月异，平板电视机已经成为了大众消费者的主流产品，其外形设计也正朝着超薄型的方向发展。现有技术中，供电电路通常采用单个变压器输出功率同时为LED背光模块以及机芯供电，但由于单个变压器输出的功率较低，而LED背光模块动态调光时，该LED背光模块所消耗的功率较大，从而使得在控制LED显示模块动态调光时，降低了输出至机芯的工作电压，从而影响机芯的正常工作，影响平板电视机的整机性能。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种LED显示模块的供电电路，旨在降低在LED显示模块调光时对机芯供电的影响。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种LED显示模块的供电电路，该供电电路包括第一隔离PFC子电路、第二隔离PFC子电路和用于输出控制LED显示模块工作的恒流驱动模块，所述第一隔离PFC子电路输出第一浮动电压至LED显示模块和恒流驱动模块；第二隔离PFC子电路输出第二浮动电压至所述恒流驱动模块，该恒流驱动模块根据第一浮动电压对所述第二浮动电压进行调整后与所述第一浮动电压叠加形成恒定的直流电压，为所述LED显示模块供电。
优选地，所述供电电路还包括第一电容和第二电容，所述第一电容的一端与所述第一隔离PFC子电路的正输出端连接，另一端与所述第一隔离PFC子电路的负输出端连接；所述第二电容的一端与所述第二隔离PFC子电路的正输出端连接，另一端与所述第二隔离PFC子电路的负输出端连接。
优选地，所述供电电路还包括用于将所述第二浮动电压转换成适于机芯工作的电压的直流转换模块。
优选地，所述直流转换模块包括DC/DC子电路、DC/DC待机子电路、第三电容和第四电容，其中，DC/DC子电路的输入端与所述第二隔离PFC子电路的正输出端连接，所述DC/DC子电路的正输出端通过第三电容与所述DC/DC子电路的负输出端连接；DC/DC待机子电路的输入端与所述第二隔离PFC子电路的正输出端连接，所述DC/DC待机子电路的正输出端通过第四电容与该DC/DC待机子电路的负输出端连接。
优选地，所述恒流驱动模块对所述第二浮动电压调整后的电压调整输出端与所述第一隔离PFC子电路的负输出端连接，并通过一第五电容与所述第二隔离PFC子电路的负输出端连接。
优选地，所述第一隔离PFC子电路和第二隔离PFC子电路均为单级隔离PFC子电路，所述第一隔离PFC子电路包括整流桥、第一电阻、第二电阻、第六电容、第七电容、第一二极管、第二二极管、场效应管、变压器和控制单元；其中，所述整流桥的负输出端接地，正输出端通过第一电阻与第一二极管的阴极连接；所述变压器包括初级线圈、第一次级线圈和第二次级线圈，其中初级线圈的一端通过第一电阻与第一二极管的阴极连接，另一端与所述第一二极管的阳极连接；所述第二次级线圈的一端与第二二极管的阳极连接，该第二二极管的阴极与第六电容的正极连接，该第六电容的负极与所述第二次级线圈的另一端连接；第一次级线圈的一端接地，另一端与控制单元连接；所述场效应管的漏极与所述第一二极管的阳极连接，源极通过第二电阻接地，栅极与所述控制单元连接，所述控制单元用于输出控制信号至所述场效应管的栅极，以控制所述场效应管的开关状态。
优选地，所述控制单元包括驱动芯片、第三二极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电容；所述驱动芯片的高压触发端通过第三电阻与所述整流桥的正输出端连接，电源端与所述第三二极管的阴极连接，控制信号输出端通过第四电阻与所述场效应管的栅极连接，过流检测端通过第五电阻与场效应管的源极连接，过零检测端通过第六电阻与所述第一次级线圈连接；所述第三二极管的阳极连接至第六电阻与第一次级线圈的公共连接端，阴极通过第八电容接地；第七电阻的一端与所述驱动芯片的过零检测端连接，另一端接地。
优选地，所述控制单元还包括电压反馈子电路和光耦合器，所述电压反馈子电路的输入端与所述第二二极管的阴极连接，输出端通过光耦合器与所述驱动芯片的电压反馈端连接。
优选地，所述单级隔离PFC子电路还包括第九电容，该第九电容的一端与所述整流桥的正输出端连接，另一端接地。
本实用新型还提供一种平板电视机，该电视机包括供电电路，该供电电路包括第一隔离PFC子电路、第二隔离PFC子电路和用于输出控制LED显示模块工作的恒流驱动模块，所述第一隔离PFC子电路输出第一浮动电压至LED显示模块和恒流驱动模块；第二隔离PFC子电路输出第二浮动电压至所述恒流驱动模块，该恒流驱动模块根据第一浮动电压对所述第二浮动电压进行调整后与所述第一浮动电压叠加后形成恒定的直流电压，为所述LED显示模块供电。
本实用新型通过第一隔离PFC子电路对输入交流电源进行变换得到第一浮动电压，并将该第一浮动电压输出至恒流驱动模块，第二隔离PFC子电路对输入交流电源进行变换得到第二浮动电压，并将该第二浮动电压输出至恒流驱动模块，该恒流驱动模块根据第一浮动电压的大小，当第一浮动电压增大时，恒流驱动模块将减小第二浮动电压与第一浮动电压叠加的电压值，从而使得通过恒流驱动模块调整后的电压与第一浮动电压叠加后的电压值保持恒定，以保证输出至LED显示模块的直流电压保持恒定，进而使得LED显示模块稳定工作。本实用新型由于采用第一隔离PFC子电路和第二隔离PFC子电路进行功率分配，从而分开对机芯和LED显示模块供电，降低了在LED显示模块调光时对机芯供电的影响，因此提高了电视机的性能。同时还提高了供电电路的输出功率，满足LED显示模块动态调整时的功率需求。
附图说明
图1为本实用新型LED显示模块的供电电路一实施例的结构示意图；
图2为本实用新型LED显示模块的供电电路一实施例中单级隔离PFC子电路的电路图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参照图1，图1为本实用新型LED显示模块的供电电路一实施例的结构示意图。本实施例提供的供电电路包括第一隔离PFC（Power FactorCorrection，功率因素校正）子电路1、第二隔离PFC子电路2和用于输出控制LED显示模块3工作的恒流驱动模块4，所述第一隔离PFC子电路1输出第一浮动电压V1至LED显示模块3和恒流驱动模块4；第二隔离PFC子电路2输出第二浮动电压V2至所述恒流驱动模块4，该恒流驱动模块4根据第一浮动电压V1对所述第二浮动电压V2进行调整后与所述第一浮动电压V1叠加形成恒定的直流电压，为所述LED显示模块3供电。
本实施例中，上述第一浮动电压V1由第一隔离PFC子电路1输出，上述第二浮动电压V2由第二隔离PFC子电路2输出，且该第一浮动电压V1和第二浮动电压V2可根据实际需要进行设置，在此不作进一步的限定。例如可通过调整第一隔离PFC子电路1的输出电压V1与第二隔离PFC子电路2的输出电压V2，从而使得第一隔离PFC子电路1与第二隔离PFC子电路2合理分配输出的功率大小，以满足输出功率需求。
本实用新型通过第一隔离PFC子电路1对输入交流电源进行变换得到第一浮动电压V1，并将该第一浮动电压V1输出至恒流驱动模块4，第二隔离PFC子电路2对输入交流源电进行变换得到第二浮动电压V2，并将该第二浮动电压V2输出至恒流驱动模块4，该恒流驱动模块4根据第一浮动电压V1的大小，当第一浮动电压V1增大时，恒流驱动模块4将减小第二浮动电压V2与第一浮动电压V1叠加的电压值，从而使得通过恒流驱动模块4调整后的电压与第一浮动电压V1叠加后的电压值保持恒定，以保证输出至LED显示模块3的直流电压保持恒定，进而使得LED显示模块3稳定工作。本实用新型由于采用第一隔离PFC子电路1和第二隔离PFC子电路2进行功率分配，从而分开对机芯和LED显示模块3供电，降低了在LED显示模块3调光时对机芯供电的影响，因此提高了电视机的性能。同时还提高了供电电路的输出功率，满足LED显示模块3动态调整时的功率需求。由于将现有技术中的一个电压变换电路调整为第一隔离PFC子电路1和第二隔离PFC子电路2进行功率分配，因此可降低电路中变压器的高度，从而降低电路的整体高度，同时还可适当提高输出的功率和效率。
进一步地，基于上述实施例，本实施例中上述供电电路还包括第一电容C1和第二电容C2，所述第一电容C1的一端与所述第一隔离PFC子电路1的正输出端连接，另一端与所述第一隔离PFC子电路1的负输出端连接；所述第二电容C2的一端与所述第二隔离PFC子电路2的正输出端连接，另一端与所述第二隔离PFC子电路2的负输出端连接。
在本实施例中，上述第一电容C1和第二电容C2均为次级低压电容，第一电容C1对上述第一隔离PFC子电路1输出进行功率因数改善；第二电容C2对上述第二隔离PFC子电路2输出进行功率因数改善。上述第一电容C1和第二电容C2减少了整体供电负荷，增加供电电路使用寿命，减少供电端到用电端之间的线路损失。
进一步地，基于上述实施例，本实施例中上述供电电路还包括用于将所述第二浮动电压V2转换成适于机芯工作的电压的直流转换模块5。
具体地，上述直流转换模块5包括DC/DC子电路、DC/DC待机子电路、第三电容C3和第四电容C4，其中，DC/DC子电路的输入端与所述第二隔离PFC子电路2的正输出端连接，所述DC/DC子电路的正输出端通过第三电容C3与所述DC/DC子电路的负输出端连接；DC/DC待机子电路的输入端与所述第二隔离PFC子电路2的正输出端连接，所述DC/DC待机子电路的正输出端通过第四电容C4与该DC/DC待机子电路的负输出端连接。
在本实施例中，上述第二隔离PFC子电路2输出第二浮动电压V2至DC/DC子电路，DC/DC子电路对输入的电压进行调整，并在输出端连接一第三电容C3进行滤波，输出直流电压V3供所述机芯工作状态下使用；上述第二隔离PFC子电路2输出第二浮动电压V2至DC/DC待机子电路，DC/DC待机子电路对输入的电压进行调整，并在输出端连接一第四电容C4进行滤波，输出直流电压V4供待机工作状态下使用。由于供给机芯工作的电压通过DC/DC子电路对第二浮动电压V2进行转换后得到的，因此在LED显示模块3动态调光时，不会对机芯的供电电压产生影响，降低了对电视机的性能造成的影响。
具体地，基于上述实施例，上述恒流驱动模块4对所述第二浮动电压V2调整后的电压调整输出端与所述第一隔离PFC子电路1的负输出端连接，并通过一第五电容C5与所述第二隔离PFC子电路2的负输出端连接。
在本实施例中，第二浮动电压V2调整后得到VC3，VC3的电压输出端与所述第一隔离PFC子电路1的负输出端连接，使得第二浮动电压VC3与第一浮动电压V1进行叠加，并通过恒流驱动模块4的调整，相互抵消了第一浮动电压V1的工频纹波，同时电压VC3通过第五电容C5与所述第二隔离PFC子电路2的负输出端连接，起到了对输出电压滤波的有益效果，从而使直流电压效果更佳，从而使负载LED显示模块3工作更加稳定。
结合参照图2，图2为本实用新型LED显示模块的供电电路一实施例中单级隔离PFC子电路的电路图。具体地，上述第一隔离PFC子电路1和第二隔离PFC子电路2均为单级隔离PFC子电路，所述第一隔离PFC子电路1包括整流桥BD1、第一电阻R1、第二电阻R2、第六电容C6、第七电容C7、第一二极管D1、第二二极管D2、场效应管Q1、变压器T1和控制单元6；其中，所述整流桥BD1的负输出端接地，正输出端通过第一电阻R1与第一二极管D1的阴极连接；所述变压器T1包括初级线圈、第一次级线圈和第二次级线圈，其中初级线圈的一端通过第一电阻R1与第一二极管D1的阴极连接，另一端与所述第一二极管D1的阳极连接；所述第二次级线圈的一端与第二二极管D2的阳极连接，该第二二极管D2的阴极与第六电容C6的正极连接，该第六电容C6的负极与所述第二次级线圈的另一端连接；第一次级线圈的一端接地，另一端与控制单元6连接；所述场效应管Q1的漏极与所述第一二极管D1的阳极连接，源极通过第二电阻R2接地，栅极与所述控制单元6连接，所述控制单元6用于输出控制信号至所述场效应管Q1的栅极，以控制所述场效应管Q1的开关状态。
具体地，上述控制单元6包括驱动芯片U1、第三二极管D3、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电容C8；所述驱动芯片U1的高压触发端通过第三电阻R3与所述整流桥BD1的正输出端连接，电源端与所述第三二极管D3的阴极连接，控制信号输出端通过第四电阻R4与所述场效应管Q1的栅极连接，过流检测端通过第五电阻R5与场效应管Q1的源极连接，过零检测端通过第六电阻R6与所述第一次级线圈连接；所述第三二极管D3的阳极连接至第六电阻R6与第一次级线圈的公共连接端，阴极通过第八电容C8接地；第七电阻R7的一端与所述驱动芯片U1的过零检测端连接，另一端接地。
进一步地，所述控制单元6还包括电压反馈子电路61和光耦合器P1，所述电压反馈子电路61的输入端与所述第二二极管D2的阴极连接，输出端通过光耦合器P1与所述驱动芯片U1的电压反馈端连接。本实施例中，场效应管Q1栅极的控制信号为脉宽调制信号，驱动芯片U1将根据电压反馈子电路61反馈的电压值，将调整输出至场效应管Q1栅极的脉宽调制信号的占空比，以保证输出电压的恒定。应当说明的是，第二隔离PFC子电路2和第一隔离PFC子电路2电路结构一致，在此不再赘述。
本实施例中，上述单级隔离PFC子电路所用的驱动芯片U1为通嘉LD7830，场效应管Q1为MOSFET，电路工作在临界导通模式。当驱动芯片U1的过零检测端检测到变压器T1第一次级线圈电流为零时，重新开启场效应管Q1，由于电压反馈电路带宽很低，可认为其输出在半个工频周期内是恒定的值，即：场效应管Q1的导通时间Ton是恒定的，假设交流输入电压波形是理想正弦波，整流桥BD1也是理想的，则整流后输入电压瞬时值VIN(t)可表示为：VIN(t)=VPK×sin(2×FL×t)，其中VPK为交流输入电压峰值,VPK=
Figure BDA0000320855831
×VRMS，VRMS为交流输入电压有效值，FL为交流输入电压频率。再假定在半个交流输入电压周期内驱动芯片U1LD7830误差放大器的输出VCOMP为一恒定值，则变压器T1的初级线圈电流峰值瞬时值IPKP(t)为：IPKP(t)=IPKP×sin(2×FL×t)，其中IPKP为相对于输入电压变压器T1的初级线圈电流峰值的最大值。当场效应管Q1导通时，输入电压VIN(t)对变压器T1初级线圈充电，同时输出电容第六电容C6对负载LED显示模块3放电，变压器T1初级线圈电流从零开始上升，令θ=2×π×FL×t，则Ton=LP×IPKP(θ)/VIN(θ) =LP×IPKP/VPK，Ton为场效应管Q1的导通时间，LP为变压器T1初级线圈的电感量，由上式可见，Ton与相位无关。假设变压器T1的效率为1且变压器T1的初级线圈与第二次级线圈完全耦合，当场效应管Q1关断时，变压器T1第二次级线圈对输出电容第六电容C6和对负载LED显示模块3放电，则TOFF=LS×IPKS(θ)/n×(VOUT+VF)，其中，TOFF为场效应管Q1的关断时间，IPKS(θ) 为第二次级线圈的峰值电流瞬时值，LS为第二次级线圈的电感量，VOUT为输出电压，VF为输出整流管正向压降，n为变压器T1的第一初级线圈与第二次级线圈的匝比，TOFF随输入电压瞬时值变化而变化。因此在半个输入电压周期内，只要控制Ton固定，则电感电流峰值跟随输入电压峰值，且相位相同，实现高功率因数PF。
应当说明的是，由于采用单级隔离PFC子电路作为第一隔离PFC子电路1和第二隔离PFC子电路2，因此上述第一电容C1和第二电容C2均可使用稳定可靠的低耐压电容；第三电容C3和第四电容C4均为DC/DC的输出电容，由于DC/DC工作频率很高，因此耐压和容量都较小。从而可减小电容的体积，有利于小型化设计。
具体地，上述单级隔离PFC子电路还包括第九电容C9，该第九电容C9的一端与所述整流桥BD1的正输出端连接，另一端接地。
61副边绕组容T_N管的源极与所述第一二极管的阳极连接；所述第八在本实施例中，单级隔离PFC子电路的整流桥BD1对输入的交流电源进行全波整流得到直流电源，整流桥正输出端输出的直流电源经第九电容C9滤波，将该直流电源信号的杂波信号过滤，使得输出的直流电源更加稳定。
本实用新型还提供一种平板电视机，该平板电视机包括供电电路，该供电电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的平板电视机采用了上述供电电路的技术方案，因此该平板电视机具有上述供电电路所有的有益效果。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种LED显示模块的供电电路，其特征在于，包括第一隔离PFC子电路、第二隔离PFC子电路和用于输出控制LED显示模块工作的恒流驱动模块，所述第一隔离PFC子电路输出第一浮动电压至LED显示模块和恒流驱动模块；第二隔离PFC子电路输出第二浮动电压至所述恒流驱动模块，该恒流驱动模块根据第一浮动电压对所述第二浮动电压进行调整后与所述第一浮动电压叠加形成恒定的直流电压，为所述LED显示模块供电。
2.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括第一电容和第二电容，所述第一电容的一端与所述第一隔离PFC子电路的正输出端连接，另一端与所述第一隔离PFC子电路的负输出端连接；所述第二电容的一端与所述第二隔离PFC子电路的正输出端连接，另一端与所述第二隔离PFC子电路的负输出端连接。
3.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括用于将所述第二浮动电压转换成适于机芯工作的电压的直流转换模块。
4.如权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述直流转换模块包括DC/DC子电路、DC/DC待机子电路、第三电容和第四电容，其中，DC/DC子电路的输入端与所述第二隔离PFC子电路的正输出端连接，所述DC/DC子电路的正输出端通过第三电容与所述DC/DC子电路的负输出端连接；DC/DC待机子电路的输入端与所述第二隔离PFC子电路的正输出端连接，所述DC/DC待机子电路的正输出端通过第四电容与该DC/DC待机子电路的负输出端连接。
5.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述恒流驱动模块对所述第二浮动电压调整后的电压调整输出端与所述第一隔离PFC子电路的负输出端连接，并通过一第五电容与所述第二隔离PFC子电路的负输出端连接。
6.如权利要求1至5中任一项所述的供电电路，其特征在于，所述第一隔离PFC子电路和第二隔离PFC子电路均为单级隔离PFC子电路，所述第一隔离PFC子电路包括整流桥、第一电阻、第二电阻、第六电容、第七电容、第一二极管、第二二极管、场效应管、变压器和控制单元；其中，所述整流桥的负输出端接地，正输出端通过第一电阻与第一二极管的阴极连接；所述变压器包括初级线圈、第一次级线圈和第二次级线圈，其中初级线圈的一端通过第一电阻与第一二极管的阴极连接，另一端与所述第一二极管的阳极连接；所述第二次级线圈的一端与第二二极管的阳极连接，该第二二极管的阴极与第六电容的正极连接，该第六电容的负极与所述第二次级线圈的另一端连接；第一次级线圈的一端接地，另一端与控制单元连接；所述场效应管的漏极与所述第一二极管的阳极连接，源极通过第二电阻接地，栅极与所述控制单元连接，所述控制单元用于输出控制信号至所述场效应管的栅极，以控制所述场效应管的开关状态。
7.如权利要求6所述的供电电路，其特征在于，所述控制单元包括驱动芯片、第三二极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电容；所述驱动芯片的高压触发端通过第三电阻与所述整流桥的正输出端连接，电源端与所述第三二极管的阴极连接，控制信号输出端通过第四电阻与所述场效应管的栅极连接，过流检测端通过第五电阻与场效应管的源极连接，过零检测端通过第六电阻与所述第一次级线圈连接；所述第三二极管的阳极连接至第六电阻与第一次级线圈的公共连接端，阴极通过第八电容接地；第七电阻的一端与所述驱动芯片的过零检测端连接，另一端接地。
8.如权利要求7所述的供电电路，其特征在于，所述控制单元还包括电压反馈子电路和光耦合器，所述电压反馈子电路的输入端与所述第二二极管的阴极连接，输出端通过光耦合器与所述驱动芯片的电压反馈端连接。
9.如权利要求6所述的供电电路，其特征在于，所述单级隔离PFC子电路还包括第九电容，该第九电容的一端与所述整流桥的正输出端连接，另一端接地。
10.一种平板电视机，包括LED显示模块，其特征在于，还包括如权利要求1至9中任一项所述的供电电路。
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