CN218958799U - 一种开关电源及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种开关电源及电子设备。本申请实施例提供的技术方案通过电源选通电路接入反激电源电路和谐振变换器电源电路,并作为开关电源的电源输出端向外提供电源,由反激电源电路和谐振变换器电源电路分别对前端供电电路提供的第三电压转换成第一电压和第二电压,在未接收到指示设备工作的设备工作信号时,通过反激电源电路输出第一电压,而在接收到指示设备工作的设备工作信号时,通过谐振变换器电源电路输出第二电压,并由电源选通电路阻断反激电源电路的对外供电,由供电效率更高的谐振变换器电源电路对外供电,在保证开关电源的供电效率的前提下,有效减小了电源成本,有利于产品成本的控制。
Description
技术领域
本申请实施例涉及电源技术领域,尤其涉及一种开关电源及电子设备。
背景技术
在显示屏的电源控制中,往往利用前端供电电路输出恒压电源,后端利用开关电源输出恒流电源来实现对主板和背光的供电。
目前,开关电源一般是分别通过反激电源电路和谐振变换器电源(LLC电源)电路进行电视机的供电。例如,通过反激电源电路输出主板电压供电给电视机主板和功率放大器供电,谐振变换器电源电路输出背光电压供电给电视机背光供电。
电视机在工作时对开关电源的供电效率要求较高,需要提高开关电源的供电效率(例如同时提高主板电压与背光电压的供电效率),由于反激电源电路的拓扑结构对供电效率的限制较大,需要增加同步整流等性能更优的器件来提高反激电源电路的供电效率,大幅度增大了电源成本,不利于产品成本的控制。
实用新型内容
本申请实施例提供一种开关电源及电子设备,以解决现有技术中开关电源的成本较高,不利于产品成本的控制的技术问题,在保证开关电源的供电效率的前提下,有效减小了电源成本,有利于产品成本的控制。
在第一方面,本申请实施例提供了一种开关电源,包括反激电源电路、谐振变换器电源电路和电源选通电路,其中:
所述反激电源电路的电源输入端用于接入前端供电电路,所述反激电源电路的电源输出端与所述电源选通电路的第一端连接,所述反激电源电路用于将所述前端供电电路提供的第三电压转换为第一电压,并通过电源输出端输出所述第一电压;
所述谐振变换器电源电路的电源输入端用于接入所述前端供电电路,所述谐振变换器电源电路的电源输出端与所述电源选通电路的第二端连接,所述谐振变换器电源电路的控制端用于接入设备工作信号,所述谐振变换器电源电路用于在所述设备工作信号指示设备工作时,将所述前端供电电路提供的第三电压转换为第二电压,并通过电源输出端输出所述第二电压,所述第二电压大于所述第一电压;
所述电源选通电路的第二端设置为所述开关电源的电源输出端,所述电源选通电路用于在所述谐振变换器电源电路输出所述第二电压时,阻断所述反激电源电路向所述开关电源的电源输出端供电。
进一步的,所述电源选通电路为第一二极管,所述第一二极管的阳极连接所述反激电源电路的电源输出端,所述第一二极管的阴极连接所述谐振变换器电源电路的电源输出端。
进一步的,所述反激电源电路包括第一变压模块、第一变压驱动模块和电压检测模块,其中:
所述第一变压模块的输入端用于接入前端供电电路,所述第一变压模块的输出端与所述电源选通电路的第一端连接,所述第一变压模块用于将所述前端供电电路提供的第三电压转换为第一电压;
所述电压检测模块的检测端与所述第一变压模块的输出端连接,所述电压检测模块的输出端与所述第一变压驱动模块的输入端连接,用于向所述第一变压驱动模块的输入端反馈所述第一变压模块的输出端的电压检测值;
所述第一变压驱动模块的输出端与所述第一变压模块的控制端连接,用于根据所述电压检测模块输出的所述电压检测值控制所述第一变压模块的工作。
进一步的,所述第一变压模块包括第一变压器、第一开关单元和第二二极管,其中:
所述第一变压器第一侧的第一输入端用于接入前端供电电路,所述第一变压器第一侧的第二输入端与所述第一开关单元的第一连接端连接,所述第一开关单元的控制端与所述第一变压驱动模块的输出端连接,所述第一变压驱动模块用于根据所述电压检测模块输出的所述电压检测值控制所述第一开关单元的工作;
所述第一变压器第二侧的第一输出端经所述第二二极管连接所述电源选通电路的第一端。
进一步的,所述第一变压驱动模块包括第一控制芯片和第二开关单元,其中:
所述第二开关单元的第一连接端与所述第一开关单元的控制端连接,所述第二开关单元的控制端与所述第一控制芯片的输出端连接;
所述电压检测模块的检测端与所述第一控制芯片的输入端连接,所述第一控制芯片用于根据所述电压检测模块输出的所述电压检测值控制所述第二开关单元的工作,以通过所述第二开关单元控制所述第一开关单元的工作。
进一步的,所述电压检测模块包括第一光耦单元,所述第一光耦单元的信号发射部分与所述第一变压器第二侧的第一输出端连接,所述第一光耦单元的信号接收部分与所述第一控制芯片的输入端连接。
进一步的,所述谐振变换器电源电路包括第二变压模块、第二变压驱动模块和工作驱动模块,其中:
所述第二变压模块的输入端用于接入前端供电电路,所述第二变压模块的第一输出端与所述电源选通电路的第二端连接,所述第二变压模块的第二输出端用于接入背光电路,所述第二变压模块用于将所述前端供电电路提供的第三电压转换为第二电压和第四电压,并分别向所述电源选通电路的第二端连接和所述背光电路提供所述第二电压和所述第四电压;
所述第二变压驱动模块的输出端与所述第二变压模块的控制端连接,用于控制所述第二变压模块的工作;
所述工作驱动模块的控制端用于接入设备工作信号,所述工作驱动模块的输出端与所述第二变压驱动模块的输入端连接,所述工作驱动模块用于在所述设备工作信号指示设备工作时,驱动所述第二变压驱动模块工作。
进一步的,所述第二变压模块包括第二变压器、第三开关单元和第四开关单元,其中:
所述第二变压器第一侧的第一输入端经所述第三开关单元连接前端供电电路,所述第二变压器第一侧的第二输入端接地,并经所述第四开关单元连接所述第三开关单元;
所述第三开关单元和所述第四开关单元分别连接所述第二变压驱动模块的第一输出端和第二输出端。
进一步的,所述工作驱动模块包括工作信号接收单元和供电控制单元,其中:
所述供电控制单元的输出端与所述第二变压驱动模块的输入端连接,所述供电控制单元用于向所述第二变压驱动模块供电,以控制所述第二变压驱动模块的工作;
所述工作信号接收单元的接收端用于接入设备工作信号,所述工作信号接收单元的输出端与所述供电控制单元的控制端连接,所述工作信号接收单元用于在所述设备工作信号指示设备工作时,控制所述供电控制单元向所述第二变压驱动模块供电。
进一步的,所述工作信号接收单元包括第二光耦单元和第五开关单元,所述供电控制单元包括第六开关单元和第七开关单元,其中:
所述第二光耦单元的信号发射部分的一端连接内部第一电源,另一端与所述第五开关单元的第一连接端连接,所述第五开关单元的第二连接端接地,所述第五开关单元的控制端用于接入设备工作信号,所述第二光耦单元的信号接收部分与所述第六开关单元的控制端连接;
所述第六开关单元的第一连接端与内部第二电源连接,所述第六开关单元的第二连接端与所述第七开关单元的第一连接端和控制端连接,所述第七开关单元的第二连接端与所述供电控制单元的控制端连接。
在第二方面,本申请实施例提供了一种电子设备,包括如第一方面任一项所述的开关电源。
本申请实施例通过电源选通电路接入反激电源电路和谐振变换器电源电路,并作为开关电源的电源输出端向外提供电源,由反激电源电路和谐振变换器电源电路分别对前端供电电路提供的第三电压转换成第一电压和第二电压,在未接收到指示设备工作的设备工作信号时,通过反激电源电路输出第一电压,而在接收到指示设备工作的设备工作信号时,通过谐振变换器电源电路输出第二电压,并由电源选通电路阻断反激电源电路的对外供电,由供电效率更高的谐振变换器电源电路对外供电,在保证开关电源的供电效率的前提下,有效减小了电源成本,有利于产品成本的控制。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种开关电源的原理框图;
图2是本申请实施例提供的一种开关电源的电路示意图;
图3是本申请实施例提供的一种反激电源电路和电源选通电路的连接示意图;
图4是本方案提供的一种第二变压模块的电路结构示意图;
图5是本方案提供的一种工作驱动模块的电路结构示意图;
图6是本申请实施例提供的一种电子设备的框架示意图。
附图标记:1、反激电源电路;11、第一变压模块;111、第一变压器;112、第一开关单元;113、第二二极管;12、第一变压驱动模块;121、第一控制芯片;122、第二开关单元;13、电压检测模块;131、第一光耦单元;2、谐振变换器电源电路;21、第二变压模块;211、第二变压器;212、第三开关单元;213、第四开关单元;22、第二变压驱动模块;23、工作驱动模块;231、工作信号接收单元;2311、第二光耦单元;2312、第五开关单元;232、供电控制单元;2321、第六开关单元;2322、第七开关单元;3、电源选通电路;31、第一二极管。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
图1给出了本申请实施例提供的一种开关电源的原理框图,本方案提供的开关电源可设置在电子设备(例如电视机)中,用于将前端供电电路(图中未示出)提供的恒压电源转换为各个部件(例如主板、功率放大器、背光等)需要的电源。如图1所示,本方案提供的开关电源包括反激电源电路1、谐振变换器电源电路2和电源选通电路3。
本方案提供的反激电源电路1的电源输入端用于接入前端供电电路(PFC前端供电电路,图中前端供电电路提供390V的恒压电源),反激电源电路1的电源输出端与电源选通电路3的第一端连接。本方案提供的反激电源电路1用于将前端供电电路提供的第三电压(例如第三电压为390V)转换为第一电压,并通过反激电源电路1的电源输出端输出第一电压。
谐振变换器电源电路2的电源输入端用于接入前端供电电路,谐振变换器电源电路2的电源输出端与电源选通电路3的第二端连接,其中谐振变换器电源电路2的控制端用于接入设备工作信号(例如电视机提供的设备工作信号,设备工作信号所指示的设备工作状态,包括设备工作和设备待机两种)。本方案提供的谐振变换器电源电路2用于在设备工作信号指示设备工作时,将前端供电电路提供的第三电压转换为第二电压,并通过谐振变换器电源电路2的电源输出端输出第二电压,第二电压大于第一电压(例如第一电压为11V,第二电压为12V)。而在设备工作信号指示设备待机时,谐振变换器电源电路2停止将前端供电电路提供的第三电压转换为第二电压,即不通过谐振变换器电源电路2的电源输出端输出第二电压。在待机状态下,开关电源仅向外提供反激电源电路1提供的第一电压,例如在电视机待机时,开关电源通过反激电源电路1向电视机主板供电,满足电视机的待机供电需求。在一个可能的实施例中,谐振变换器电源电路2还用于在设备工作信号指示设备工作时,将前端供电电路提供的第三电压转换为第四电压(例如电视机背光所需要的电压),并通过谐振变换器电源电路2的另一个电源输出端输出第四电压。例如谐振变换器电源电路2的一个电源输出端连接电视机的主板和功率放大器的供电输入端,谐振变换器电源电路2的另一个电源输出端连接电视机的背光供电输入端。
电源选通电路3的第二端设置为开关电源的电源输出端,电源选通电路3用于在谐振变换器电源电路2输出第二电压时,阻断反激电源电路1向开关电源的电源输出端供电。本方案通过电源选通电路3作为反激电源电路1和谐振变换器电源电路2的隔离,在设备待机时通过反激电源电路1(向电视机主板)供电,在设备工作时切换到谐振变换器电源电路2(向电视机主板、功率放大器)供电,由于谐振变换器电源电路2的拓扑结构相较于反激电源电路1的拓扑结构满载效率高,有效提高设备满载工作时的供电效率。
上述,通过电源选通电路3接入反激电源电路1和谐振变换器电源电路2,并作为开关电源的电源输出端向外提供电源,由反激电源电路1和谐振变换器电源电路2分别对前端供电电路提供的第三电压转换成第一电压和第二电压,在未接收到指示设备工作的设备工作信号时,通过反激电源电路1输出第一电压,而在接收到指示设备工作的设备工作信号时,通过谐振变换器电源电路2输出第二电压,并由电源选通电路3阻断反激电源电路1的对外供电,由供电效率更高的谐振变换器电源电路2对外供电,在保证开关电源的供电效率的前提下,有效减小了电源成本,有利于产品成本的控制。
在上述实施例的基础上,图2给出了本申请实施例提供的一种开关电源的电路示意图,该开关电源是对上述开关电源的具体化。参考图2,该开关电源包括反激电源电路1、谐振变换器电源电路2和电源选通电路3。
图3是本申请实施例提供的一种反激电源电路和电源选通电路的连接示意图,如图3所示,本方案提供的电源选通电路3为第一二极管31。其中,第一二极管31的阳极连接反激电源电路1的电源输出端,第一二极管31的阴极连接谐振变换器电源电路2的电源输出端。本方案可将第一二极管31的阴极作为开关电源的电源输出端,连接电视机的主板、功率放大器等用电部件的电源输入端,为上述用电部件供电。
本方案提供的反激电源电路1包括第一变压模块11、第一变压驱动模块12和电压检测模块13。其中,第一变压模块11的输入端用于接入前端供电电路(图中未示出),第一变压模块11的输出端与电源选通电路3的第一端连接,第一变压模块11用于将前端供电电路提供的第三电压转换为第一电压。
进一步的,电压检测模块13的检测端与第一变压模块11的输出端连接,电压检测模块13的输出端与第一变压驱动模块12的输入端连接,用于向第一变压驱动模块12的输入端反馈第一变压模块11的输出端的电压检测值。
其中,本方案提供的第一变压驱动模块12的输出端与第一变压模块11的控制端连接,用于根据电压检测模块13输出的电压检测值控制第一变压模块11的工作。
具体的,本方案提供的第一变压模块11包括第一变压器111、第一开关单元112和第二二极管113。示例性的,本方案以NMOS管作为第一开关单元112为例进行描述。其中,第一变压器111第一侧(一次侧)的第一输入端(图中第一变压器111的11号引脚)用于接入前端供电电路的输出端(PFC_390V),第一变压器111第一侧的第二输入端(图中第一变压器111的9号引脚)与第一开关单元112的第一连接端(漏极)连接,第一开关单元112的控制端(栅极)与第一变压驱动模块12的输出端(图中第一变压驱动模块12的GATE引脚)连接。进一步的,第一变压器111第二侧(二次侧)的第一输出端(图中第一变压器111的6号引脚)经第二二极管113连接电源选通电路3的第一端,即第一变压器111第二侧的第一输出端连接第二二极管113的阳极,第二二极管113的阴极连接第一二极管31的阳极。其中第一二极管31的9号引脚、6号引脚、4号引脚和7号引脚为同名端。第一变压模块11的周边电路可参照图3,本方案不再赘述。
本方案提供的第一变压驱动模块12用于根据电压检测模块13输出的电压检测值控制第一开关单元112的工作。例如在电压检测模块13通过向第一开关单元112输出PWM信号的方式控制第一开关单元112的工作,以控制第一变压器111向第二侧的第一输出端输出的电压,即通过控制PWM信号的占空比控制第一变压器111向第二侧的第一输出端输出的电压,以使第一变压器111向第二侧的第一输出端输出的电压趋近于第一电压或与第一电压一致。
进一步的,本方案提供的第一变压驱动模块12包括第一控制芯片121和第二开关单元122。本方案以PNP三极管作为第二开关单元122为例进行描述。
其中,第二开关单元122的第一连接端(发射极)与第一开关单元112的控制端(栅极)连接,第二开关单元122的控制端(基极)与第一控制芯片121的输出端(图中第一控制芯片121的GATE引脚)连接,第二开关单元122的第二连接端(集电极)经电阻接地。进一步的,电压检测模块13的检测端与第一控制芯片121的输入端(图中第一控制芯片121的COMP引脚)连接。本方案提供的第一变压驱动模块12的周边电路可参照图3,本方案不再赘述。
本方案提供的第一控制芯片121用于根据电压检测模块13输出的电压检测值控制第二开关单元122的工作,以通过第二开关单元122控制第一开关单元112的工作。例如第一控制芯片121根据电压检测模块13输出的电压检测值和设定电压值的比较情况确定从GATE引脚输出的PWM信号的占空比,以控制第一输出端输出的电压,以控制第一变压器111向第二侧的第一输出端输出的电压。
本方案提供的电压检测模块13包括第一光耦单元131,第一光耦单元131包括信号发射部分(图中GO101A)和信号接收部分(图中GO101B),信号接收部分在接收到信号发射部分发出的光信号时导通。其中,第一光耦单元131的信号发射部分与第一变压器111第二侧的第一输出端连接(第一光耦单元131的信号发射部分对应的阳极经电阻连接第一变压器111第二侧的第一输出端,阴极经稳压电阻接地),第一光耦单元131的信号接收部分与第一控制芯片121的输入端连接(第一光耦单元131的信号接收部分对应的集电极连接第一控制芯片121的COMP引脚,发射极接地)。本方案提供的电压检测模块13的周边电路可参照图3,本方案不再赘述。需要进行解释的是,第一变压器111第二侧的第一输出端输出不同的电压时,第一光耦单元131的信号发射部分发出不同强度的光信号,同时,第一控制芯片121通过第一光耦单元131的信号接收部分接收到不同电压值或电流值的电压检测值。
本方案提供的谐振变换器电源电路2包括第二变压模块21、第二变压驱动模块22和工作驱动模块23。其中,第二变压模块21的输入端用于接入前端供电电路,第二变压模块21的第一输出端与电源选通电路3的第二端连接,第二变压模块21的第二输出端用于接入背光电路。第二变压模块21用于将前端供电电路提供的第三电压转换为第二电压和第四电压,并分别向电源选通电路3的第二端连接和背光电路提供第二电压和第四电压(VBL)。
进一步的,本方案提供的第二变压驱动模块22的输出端与第二变压模块21的控制端连接,用于控制第二变压模块21的工作。工作驱动模块23的控制端用于接入设备工作信号,工作驱动模块23的输出端与第二变压驱动模块22的输入端连接。工作驱动模块23用于在设备工作信号指示设备工作时,驱动第二变压驱动模块22工作。
图4是本方案提供的一种第二变压模块的电路结构示意图,如图4所示,本方案提供的第二变压模块21包括第二变压器211、第三开关单元212和第四开关单元213,本方案以NMOS管作为第三开关单元212和第四开关单元213为例进行描述。
其中,本方案提供的第二变压器211第一侧(一次侧)的第一输入端(图中第二变压器211的1号引脚)经第三开关单元212连接前端供电电路(第二变压器211的1号引脚连接第三开关单元212的源极,第三开关单元212的漏极连接前端供电电路的电源输出端PFC_390V),第二变压器211第一侧的第二输入端(图中第二变压器211的2号引脚)接地(经电容接地),并经第四开关单元213连接第三开关单元212(第二变压器211的1号引脚还连接第四开关单元213的漏极,第四开关单元213的源极接地)。第三开关单元212和第四开关单元213分别连接第二变压驱动模块22的第一输出端和第二输出端(第三开关单元212的栅极经电阻连接第二变压驱动模块22对应的LLC控制芯片的HO引脚,第四开关单元213的栅极经电阻连接第二变压驱动模块22对应的LLC控制芯片的LO引脚)。本方案提供的第二变压模块21和第二变压驱动模的周边电路可参照图4,本方案不再赘述。
图5是本方案提供的一种工作驱动模块的电路结构示意图,如图5所示,工作驱动模块23包括工作信号接收单元231和供电控制单元232。其中,供电控制单元232的输出端(图中LLC_VCC)与第二变压驱动模块22的输入端(图中第二变压驱动模块22对应的LLC控制芯片的VCC端)连接。本方案提供的供电控制单元232用于向第二变压驱动模块22供电,以控制第二变压驱动模块22的工作。其中供电控制单元232向第二变压驱动模块22供电的电源可由反激电源电路1提供,例如通过第一变压模块11将第三电压转换成用于供第二变压驱动模块22供电的第五电压。
进一步的,工作信号接收单元231的接收端(PS_ON)用于接入设备工作信号,工作信号接收单元231的输出端与供电控制单元232的控制端连接。工作信号接收单元231用于在设备工作信号指示设备工作时,控制供电控制单元232向第二变压驱动模块22供电。
具体的,本方案提供的工作信号接收单元231包括第二光耦单元2311和第五开关单元2312,供电控制单元232包括第六开关单元2321和第七开关单元2322。其中,第二光耦单元2311包括信号发射部分(图中PC103A)和信号接收部分(图中PC103B),信号接收部分在接收到信号发射部分发出的光信号时导通。以NPN三极管作为第五开关单元2312、第六开关单元2321和第七开关单元2322为例进行描述。
第二光耦单元2311的信号发射部分的一端连接内部第一电源(第二光耦单元2311的信号发射部分的阳极经电阻连接内部第一电源),另一端与第五开关单元2312的第一连接端连接(第二光耦单元2311的信号发射部分的阴极经电阻连接第五开关单元2312的集电极),第五开关单元2312的第二连接端(发射极)接地,第五开关单元2312的控制端(基极)用于接入设备工作信号(第五开关单元2312的基极经电阻连接设备工作信号接收端PS_ON以及经电阻接地),第二光耦单元2311的信号接收部分与第六开关单元2321的控制端连接。其中,内部第一电源(12V)可由对应电子设备其他供电部分提供。
进一步的,本方案提供的第六开关单元2321的第一连接端(集电极)与内部第二电源(VCC1)连接,第六开关单元2321的第二连接端(发射极)与第七开关单元2322的第一连接端(集电极)和控制端(基极)连接(第六开关单元2321的发射极经电阻与第七开关单元2322的基极连接),第七开关单元2322的第二连接端(发射极)与供电控制单元232的控制端(第二变压驱动模块22对应的LLC控制芯片的VCC端)连接。其中,内部第二电源可由反激电源电路1对第三电压进行电压转换提供,例如在第一变压器111的第一侧的第三连接端引出内部第二电源VCC1并连接到第六开关单元2321的第一连接端。
本方案提供的开关电源在工作时,假设将开关电源设置在电视机中。第一控制芯片121工作并提供控制信号给第一开关单元112和第二开关单元122,使得第一变压器111将前端供电电路提供的390V电源转换为11V电源作为第一电压。
电视机在待机状态时,电视机主板未向工作信号接收单元231发送指示设备工作的设备工作信号,第五开关单元2312、第六开关单元2321和第七开关单元2322关断,谐振变换器电源电路2未输出第一电压。此时第一二极管31的阳极电压高于阴极电压,第一二极管31导通,反激电源电路1经过第一二极管31向电视机主板提供11V的待机电源。第二变压驱动模块22对应的LLC控制芯片无LLC_VCC供电,第二变压器211不提供12V与VBL输出电压,电视待机功耗全来自主板,满足待机高效率要求。
在电视机工作时,电视机向工作信号接收单元231发送指示设备工作的设备工作信号PS_ON,此时第五开关单元2312导通,第二光耦的信号发射部分向信号接收部分发出光信号,信号接收部分导通,第五开关单元2312和第六开关单元2321导通,可提供内部第二电源给第二变压驱动模块22对应的LLC控制芯片LLC_VCC供电,LLC控制芯片提供第三开关单元212和第四开关单元213与第二变压器211所需的驱动,由第二变压器211将前端供电电路提供的第三电压(390V)转换为第二电压(12V)和电视机背光所需的第四电压(VBL),并提供第二电压给电视主板、功率放大器、TCON等,提供第四电压给电视机的背光电路。此时第一二极管31的阳极电压低于阴极电压,第一二极管31反向截止,电视机所需要的所有供电换为谐振变换器电源电路2的第二变压器211提供,由于谐振变换器电源电路2的LLC拓扑结构相较于反激电源电路1的反激拓扑结构的满载效率要高许多,可有效提高电视机工作时的满载供电效率。
上述,通过电源选通电路3接入反激电源电路1和谐振变换器电源电路2,并作为开关电源的电源输出端向外提供电源,由反激电源电路1和谐振变换器电源电路2分别对前端供电电路提供的第三电压转换成第一电压和第二电压,在未接收到指示设备工作的设备工作信号时,通过反激电源电路1输出第一电压,而在接收到指示设备工作的设备工作信号时,通过谐振变换器电源电路2输出第二电压,并由电源选通电路3阻断反激电源电路1的对外供电,由供电效率更高的谐振变换器电源电路2对外供电,在保证开关电源的供电效率的前提下,有效减小了电源成本,有利于产品成本的控制。利用第一二极管31的正向导通反向截止的特性作为反激电源电路1与谐振变换器电源电路2的隔离,待机时由反激电源电路1供电,工作时由谐振变换器电源电路2供电,有效满足待机与满载工作是的供电效率需求。并且反激电源电路1可只提供主板待机功率与内部第二电源的VCC功率,反激电源电路1较小(反激电源电路1功率一般在2W内),反激电源电路1所选用的器件规格可以非常小(功率、体积),有效降低开关电源的成本。
图6给出了本申请实施例提供的一种电子设备的框架示意图。参考图6,该电子设备包括前端供电电路、主板、功率放大器、背光电路和上述任一实施例提供的开关电源。
其中,开关电源,包括反激电源电路、谐振变换器电源电路和电源选通电路。反激电源电路的电源输入端用于接入前端供电电路,反激电源电路的电源输出端与电源选通电路的第一端连接,反激电源电路用于将前端供电电路提供的第三电压转换为第一电压,并通过电源输出端输出第一电压。
谐振变换器电源电路的电源输入端用于接入前端供电电路,谐振变换器电源电路的电源输出端与电源选通电路的第二端连接,谐振变换器电源电路的控制端用于接入设备工作信号,谐振变换器电源电路用于在设备工作信号指示设备工作时,将前端供电电路提供的第三电压转换为第二电压,并通过电源输出端输出第二电压,第二电压大于第一电压。谐振变换器电源电路还用于将前端供电电路提供的第三电压转换为第四电压,并向背光电路提供第四电压。
电源选通电路的第二端设置为开关电源的电源输出端,用于接入主板和功率放大器,电源选通电路用于在谐振变换器电源电路输出第二电压时,阻断反激电源电路向开关电源的电源输出端供电。
上述,通过电源选通电路接入反激电源电路和谐振变换器电源电路,并作为开关电源的电源输出端向外提供电源,由反激电源电路和谐振变换器电源电路分别对前端供电电路提供的第三电压转换成第一电压和第二电压,在未接收到指示设备工作的设备工作信号时,通过反激电源电路输出第一电压,而在接收到指示设备工作的设备工作信号时,通过谐振变换器电源电路输出第二电压,并由电源选通电路阻断反激电源电路的对外供电,由供电效率更高的谐振变换器电源电路对主板、功率放大器、背光电路供电,在保证开关电源的供电效率的前提下,有效减小了电源成本,有利于产品成本的控制。
值得注意的是,上述开关电源和电子设备的实施例中,所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的,但并不局限于上述的划分,只要能够实现相应的功能即可;另外,各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本实用新型实施例的保护范围。
上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里提供的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明,但是本申请不仅仅限于以上实施例,在不脱离本申请构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本申请的范围由权利要求的范围决定。
Claims (11)
1.一种开关电源,其特征在于,包括反激电源电路、谐振变换器电源电路和电源选通电路,其中:
所述反激电源电路的电源输入端用于接入前端供电电路,所述反激电源电路的电源输出端与所述电源选通电路的第一端连接,所述反激电源电路用于将所述前端供电电路提供的第三电压转换为第一电压,并通过电源输出端输出所述第一电压;
所述谐振变换器电源电路的电源输入端用于接入所述前端供电电路,所述谐振变换器电源电路的电源输出端与所述电源选通电路的第二端连接,所述谐振变换器电源电路的控制端用于接入设备工作信号,所述谐振变换器电源电路用于在所述设备工作信号指示设备工作时,将所述前端供电电路提供的第三电压转换为第二电压,并通过电源输出端输出所述第二电压,所述第二电压大于所述第一电压;
所述电源选通电路的第二端设置为所述开关电源的电源输出端,所述电源选通电路用于在所述谐振变换器电源电路输出所述第二电压时,阻断所述反激电源电路向所述开关电源的电源输出端供电。
2.根据权利要求1所述的开关电源,其特征在于,所述电源选通电路为第一二极管,所述第一二极管的阳极连接所述反激电源电路的电源输出端,所述第一二极管的阴极连接所述谐振变换器电源电路的电源输出端。
3.根据权利要求1所述的开关电源,其特征在于,所述反激电源电路包括第一变压模块、第一变压驱动模块和电压检测模块,其中:
所述第一变压模块的输入端用于接入前端供电电路,所述第一变压模块的输出端与所述电源选通电路的第一端连接,所述第一变压模块用于将所述前端供电电路提供的第三电压转换为第一电压;
所述电压检测模块的检测端与所述第一变压模块的输出端连接,所述电压检测模块的输出端与所述第一变压驱动模块的输入端连接,用于向所述第一变压驱动模块的输入端反馈所述第一变压模块的输出端的电压检测值;
所述第一变压驱动模块的输出端与所述第一变压模块的控制端连接,用于根据所述电压检测模块输出的所述电压检测值控制所述第一变压模块的工作。
4.根据权利要求3所述的开关电源,其特征在于,所述第一变压模块包括第一变压器、第一开关单元和第二二极管,其中:
所述第一变压器第一侧的第一输入端用于接入前端供电电路,所述第一变压器第一侧的第二输入端与所述第一开关单元的第一连接端连接,所述第一开关单元的控制端与所述第一变压驱动模块的输出端连接,所述第一变压驱动模块用于根据所述电压检测模块输出的所述电压检测值控制所述第一开关单元的工作;
所述第一变压器第二侧的第一输出端经所述第二二极管连接所述电源选通电路的第一端。
5.根据权利要求4所述的开关电源,其特征在于,所述第一变压驱动模块包括第一控制芯片和第二开关单元,其中:
所述第二开关单元的第一连接端与所述第一开关单元的控制端连接,所述第二开关单元的控制端与所述第一控制芯片的输出端连接;
所述电压检测模块的检测端与所述第一控制芯片的输入端连接,所述第一控制芯片用于根据所述电压检测模块输出的所述电压检测值控制所述第二开关单元的工作,以通过所述第二开关单元控制所述第一开关单元的工作。
6.根据权利要求5所述的开关电源,其特征在于,所述电压检测模块包括第一光耦单元,所述第一光耦单元的信号发射部分与所述第一变压器第二侧的第一输出端连接,所述第一光耦单元的信号接收部分与所述第一控制芯片的输入端连接。
7.根据权利要求1所述的开关电源,其特征在于,所述谐振变换器电源电路包括第二变压模块、第二变压驱动模块和工作驱动模块,其中:
所述第二变压模块的输入端用于接入前端供电电路,所述第二变压模块的第一输出端与所述电源选通电路的第二端连接,所述第二变压模块的第二输出端用于接入背光电路,所述第二变压模块用于将所述前端供电电路提供的第三电压转换为第二电压和第四电压,并分别向所述电源选通电路的第二端连接和所述背光电路提供所述第二电压和所述第四电压;
所述第二变压驱动模块的输出端与所述第二变压模块的控制端连接,用于控制所述第二变压模块的工作;
所述工作驱动模块的控制端用于接入设备工作信号,所述工作驱动模块的输出端与所述第二变压驱动模块的输入端连接,所述工作驱动模块用于在所述设备工作信号指示设备工作时,驱动所述第二变压驱动模块工作。
8.根据权利要求7所述的开关电源,其特征在于,所述第二变压模块包括第二变压器、第三开关单元和第四开关单元,其中:
所述第二变压器第一侧的第一输入端经所述第三开关单元连接前端供电电路,所述第二变压器第一侧的第二输入端接地,并经所述第四开关单元连接所述第三开关单元;
所述第三开关单元和所述第四开关单元分别连接所述第二变压驱动模块的第一输出端和第二输出端。
9.根据权利要求8所述的开关电源,其特征在于,所述工作驱动模块包括工作信号接收单元和供电控制单元,其中:
所述供电控制单元的输出端与所述第二变压驱动模块的输入端连接,所述供电控制单元用于向所述第二变压驱动模块供电,以控制所述第二变压驱动模块的工作;
所述工作信号接收单元的接收端用于接入设备工作信号,所述工作信号接收单元的输出端与所述供电控制单元的控制端连接,所述工作信号接收单元用于在所述设备工作信号指示设备工作时,控制所述供电控制单元向所述第二变压驱动模块供电。
10.根据权利要求9所述的开关电源,其特征在于,所述工作信号接收单元包括第二光耦单元和第五开关单元,所述供电控制单元包括第六开关单元和第七开关单元,其中:
所述第二光耦单元的信号发射部分的一端连接内部第一电源,另一端与所述第五开关单元的第一连接端连接,所述第五开关单元的第二连接端接地,所述第五开关单元的控制端用于接入设备工作信号,所述第二光耦单元的信号接收部分与所述第六开关单元的控制端连接;
所述第六开关单元的第一连接端与内部第二电源连接,所述第六开关单元的第二连接端与所述第七开关单元的第一连接端和控制端连接,所述第七开关单元的第二连接端与所述供电控制单元的控制端连接。
11.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1-10任一项所述的开关电源。
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