WO2021088273A1 - 一种显示装置及补偿电路 - Google Patents

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    • H04R2499/10General applications
    • H04R2499/15Transducers incorporated in visual displaying devices, e.g. televisions, computer displays, laptops

Definitions

  • the GND pin of the SR driving chip is connected to the second end of the electromagnetic induction coil
  • the embodiment of the present application also provides a compensation circuit for compensating the parasitic signal of the synchronous rectification MOSFET in the rectification circuit;
  • the rectification circuit includes: a closed loop composed of a secondary coil, the synchronous rectification MOSFET and a load; the compensation The circuit includes:
  • the sound reproduction device is configured to play sound
  • An embodiment of the present application also provides a display device, including:
  • the rectification circuit includes: a secondary coil and the synchronous rectification MOSFET, the source of the synchronous rectification MOSFET is connected to the secondary coil, and the drain of the synchronous rectification MOSFET is connected to a load;
  • the CS pin of the SR driver chip is connected to the first end of the switch tube;
  • the internal resistance of the switch tube is greater than the internal resistance of the synchronous rectification MOSFET.
  • the first display screen is used to display the first image frame
  • the power supply circuit includes: a rectifier circuit and a compensation circuit
  • the controller is used for controlling the synchronous rectification MOSFET in the rectification circuit according to the voltage on both sides of the switch tube.
  • the controller can determine the voltage generated by the current flowing through the synchronous rectification MOSFET by detecting the voltage on both sides of the switch tube, which can offset the voltage generated by the synchronous rectification MOSFET when the voltage on both sides of the synchronous rectification MOSFET is directly detected.
  • the parasitic inductance on the pin of the MOSFET has an impact on the voltage on both sides of the MOSFET.
  • FIG. 3 exemplarily shows a schematic diagram of the hardware structure of the hardware system in the display device according to the exemplary embodiment
  • FIG. 23 is a schematic structural diagram of another embodiment of a control circuit provided by this application.
  • this application discloses a dual hardware system architecture to implement multiple channels of video chat data (at least one local video).
  • both the mobile terminal 100B and the display device 200 can be installed with software applications, so that the connection and communication between the two can be realized through a network communication protocol, and the purpose of one-to-one control operation and data communication can be realized.
  • the mobile terminal 100B can establish a control command protocol with the display device 200, synchronize the remote control keyboard to the mobile terminal 100B, and realize the function of controlling the display device 200 by controlling the user interface on the mobile terminal 100B; or the mobile terminal 100B The audio and video content displayed on the screen is transmitted to the display device 200 to realize the synchronous display function.
  • the second display screen 202 may display information such as the profile picture and the chat duration of the user currently accessing the video chat.
  • the first display screen 201 displays a multi-party interactive screen while displaying a traditional TV program screen, and the multi-party interactive screen does not block the traditional TV program screen.
  • the present application does not limit the display modes of traditional TV program pictures and multi-party interactive pictures. For example, this application can set the position and size of the traditional TV program screen and the multi-party interactive screen according to the priority of the traditional TV program screen and the multi-party interactive screen.
  • the area of traditional TV program screens is larger than that of multi-party interactive screens, and the multi-party interactive screens can be located on one side of the traditional TV program screen or can be set floating In the corner of the multi-party interactive screen.
  • a camera may be connected or provided on the display device 200 for presenting the images captured by the camera on the display interface of the display device or other display devices, so as to realize interactive chats between users.
  • the image captured by the camera can be displayed on the display device in full screen, half screen, or in any selectable area.
  • the content displayed in different application scenarios of the display device can be merged in a variety of different ways, so as to achieve functions that cannot be achieved by traditional display devices.
  • the user may have a video chat with at least one other user while watching a video program.
  • the presentation of the video program can be used as the background screen, and the video chat window is displayed on the background screen.
  • the user can turn on the camera locally to obtain pictures and videos, which is vivid, and this function can be called "look in the mirror".
  • the display device 200 includes: a first panel 11, a first backlight assembly 21, a main board 31, an interactive board 32, a first display driver board 33, a second panel 12, a second backlight assembly 22, and a second display driver
  • FIG. 2 also includes a key board 35.
  • the key board 35 may be provided on the first backplane or the second backplane, which is not limited in this application.
  • Figure 4 shows a schematic diagram of the connection relationship between the power board and the load.
  • Figure 4 shows the possible connection relationship between the power board and the load in a display device with dual display screens.
  • the power board 4 includes an input terminal IN and an output terminal OUT. (The first output terminal OUT1, the second output terminal OUT2, the third output terminal OUT3, and the fourth output terminal OUT4 are shown in the figure), where the input terminal IN is connected to the mains and the output terminal OUT is connected to the load, for example, the first An output terminal OUT1 is connected to the audio component, the second output terminal OUT2 is connected to the main board 31, the third output terminal OUT3 is connected to the first display driving board 33, and the fourth output terminal OUT4 is connected to the first backlight assembly 21.
  • the power board 4 needs to convert the AC mains power into the DC power required by the load, and the DC power usually has different specifications, for example, the audio component needs 18V, the main board 31 needs 12V/18V, and so on.
  • the controller can be arranged on the interactive board 32 shown in Fig. 2 or on the main board 3 shown in Fig. 3.
  • the controller may include a tuner and demodulator 220, a communicator 230, an external device interface 250, a first controller 210, a memory 290, a user input interface 260-3, a video processor 260-1, and audio processing 260-2, display screen 280, audio output interface 270, power supply circuit 240, detector 340, external device interface 350, and video processor 360.
  • the controller may also include more or fewer circuits.
  • the tuner demodulator 220 may also be in an external device, such as an external set-top box.
  • the set-top box outputs TV audio and video signals through modulation and demodulation, and inputs them to the display device 200 through the external device interface 250.
  • the display apparatus 200 may establish a connection between a control signal and a data signal with an external control device or content providing device through the communicator 230.
  • the communicator may receive a control signal of the remote controller 100 according to the control of the first controller 210.
  • the first controller 210 includes a read-only memory RAM 213, a random access memory ROM 214, a graphics processor 216, a CPU processor 212, a communication interface 218, and a communication bus.
  • the RAM 213 and the ROM 214, the graphics processor 216, the CPU processor 212, and the communication interface 218 are connected by a bus.
  • the CPU processor 212 is configured to execute operating system and application program instructions stored in the memory 290. And according to receiving various interactive instructions input from the outside, to execute various application programs, data and content, so as to finally display and play various audio and video content.
  • the object may be any one of the selectable objects, such as a hyperlink or an icon.
  • Operations related to the selected object for example: display operations connected to hyperlink pages, documents, images, etc., or perform operations corresponding to the icon.
  • the user command for selecting the UI object may be a command input through various input devices (for example, a mouse, a keyboard, a touch pad, etc.) connected to the display device 200 or a voice command corresponding to a voice spoken by the user.
  • the audio processor 260-2 is used to receive audio signals, and perform decompression and decoding according to the standard codec protocol of the input signal, as well as audio data processing such as noise reduction, digital-to-analog conversion, and amplification processing, so that it can be played in the speaker 272 Audio signal.
  • the memory 390 includes storing various software circuits for driving and controlling the display device 200.
  • various software circuits stored in the memory 390 include: basic circuits, detection circuits, communication circuits, display control circuits, browser circuits, and various service circuits (not shown in the figure). Since the functions of the memory 390 and the memory 290 are relatively similar, please refer to the memory 290 for related parts, which will not be repeated here.
  • the memory 390 includes an image control circuit 3904, a second audio control circuit 3906, an external command recognition circuit 3907, a communication control circuit 3908, a light receiving circuit 3909, an operating system 3911, and other application programs 3912, a browser circuit 3913, etc. .
  • the first controller 210 executes various software programs in the memory 290 such as: image control function, display control function, audio control function, external command recognition function, communication control function, light signal receiving function, power control function, support Various functions such as software control platform and browser functions.
  • FIG 8 shows a specific introduction of another power supply architecture in this application, where the display device has a single power supply.
  • the display device provided in this application can be connected to the mains AC power grid through its power supply 1.
  • the electrical energy provided in the power grid is transmitted by alternating current, and the load 3 in the display device needs to be driven by electrical energy in the form of direct current.
  • synchronous rectification MOSFETs can be made with SMD MOSFETs with smaller pins in actual engineering implementation. If SMD MOSFETs are used in the rectifier circuit, although the parasitic inductance of the pins is reduced, the circuit board is connected to two layers or In the design of more layers of PCB board, the heat dissipation measures of the SMD MOSFET are not easy to implement, and the special heat dissipation design for the SMD MOSFET greatly increases the cost. Therefore, the parasitic of the pins of the synchronous rectification MOSFET in the rectifier circuit Inductance cannot generally be eliminated by using SMD MOSFETs.
  • the present application provides a synchronous rectification MOSFET compensation circuit, which compensates the parasitic signal generated by the synchronous rectification MOSFET through the electromagnetic induction coil provided in the synchronous rectification circuit, so that the synchronous rectification MOSFET detected by the processor on both sides
  • the voltage can more truly reflect the actual voltage generated by the current flowing through the synchronous rectifier MOSFET.
  • the compensation signal generated by the electromagnetic induction coil can be used to cancel the parasitic signal generated by the inductance of the pin of the synchronous rectification MOSFET when the processor controls the synchronous rectification MOSFET.
  • the pins of the synchronous rectification MOSFET since the pins of the synchronous rectification MOSFET are also conductors, the pins of the synchronous rectification MOSFET will generate parasitic inductance when current passes. The parasitic inductance also produces a voltage drop when the passing current changes.
  • the SR drive chip as a processor includes parasitic signals in the detected voltage between the source and drain of the synchronous rectification MOSFET.
  • FIG. 13 is a schematic structural diagram of an embodiment of the compensation circuit provided by this application.
  • the secondary coil 201 is connected to the source (S) of the synchronous rectification MOSFET 202, and the synchronous rectification The drain (D) of the MOSFET 202 is connected to the load 3.
  • the working state of the synchronous rectification MOSFET 202 includes an on state and an off state.
  • the MOSFET202 is in the on state, the source and drain are connected, and the direct current induced by the secondary coil 201 flows into the load 3 through the synchronous rectification MOSFET202.
  • the direction of the current supplied to the load through the secondary coil 201 is as shown in the figure. abcd; and when the MOSFET202 is in the off state, the source and drain are disconnected, and there is no induced direct current on the secondary coil 201.
  • the length of the pins of the switching tube 404 is smaller than the length of the pins of the synchronous rectification MOSFET 402, so that the parasitic inductance of the shorter pins of the switching tube 404 is smaller than the parasitic inductance of the longer pins of the synchronous rectification MOSFET 402.
  • the parasitic inductance of the pins of the switching tube 404 is as small as possible or approximately equal to 0.
  • the parasitic inductance can be quantitatively limited by reducing the parasitic inductance of the pins of the switching tube 404 to be less than a preset threshold.
  • the preset threshold can be a constant approaching zero.
  • the internal resistance R2 of the switch tube 404 in this embodiment is also greater than the internal resistance R1 of the synchronous rectification MOSFET.
  • the setting is relatively large, at least greater than the internal resistance R1, so that the current flowing through the switching tube 404 is small and the heat loss is small, and the influence of the parallel switching tube 404 on the normal operation of the original synchronous rectification MOSFET 402 is reduced as much as possible.
  • S102 Generate a control signal according to the voltage, and the control signal is used to control the synchronous rectification MOSFET and the switch tube.

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Abstract

一种显示装置及补偿电路,包括:显示屏幕,声音再现装置,供电电路;所述供电电路包括:整流电路和补偿电路;其中,所述整流电路被配置为将交流电转换为直流电;所述补偿电路用于补偿所述整流电路中的同步整流MOSFET的寄生信号,实现减少MOSFET发热现象。

Description

一种显示装置及补偿电路
本申请要求于2019年11月04日提交中国专利局、申请号为201911067969.X,于2019年11月04日提交中国专利局、申请号为201911067970.2,于2019年11月25日提交中国专利局、申请号为201911167121.4,于2019年12月02日提交中国专利局、申请号为201911067970.2,的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及电子技术,尤其涉及一种显示装置及补偿电路。
背景技术
显示装置中的整流电路是一种用于将交流电转换为直流电的电路,在一些应用场景中,需要采集整流电路中同步整流MOSFET两侧的电压值,将电压值作为触发执行显示装置功能的判断依据。例如,整流电路中设置的同步整流(synchronous rectification,简称:SR)驱动芯片根据同步整流MOSFET两侧的电压值确定控制该同步整流MOSFET导通和关断。
但是,由于整流电路的同步整流MOSFET的引脚上存在寄生电感,影响SR驱动芯片所采集的电压值,从而影响处理器控制同步整流MOSFET导通和关断的时机,进而导致同步整流MOSFET整体发热的现象较为严重,增大了同步整流MOSFET的损耗。
申请内容
本申请实施方式提供一种显示装置,包括:
显示屏幕,被配置为显示图像画面;声音再现装置,被配置为播放声音;
供电电路,被配置为向所述显示装置的负载提供电能;所述供电电路包括:整流电路和补偿电路;其中,所述整流电路被配置为将交流电转换为直流电;
所述补偿电路用于补偿所述整流电路中的同步整流MOSFET的寄生信号。
在一些实施例中,所述整流电路包括:次级线圈、所述同步整流MOSFET和负载构成的闭合回路;
所述补偿电路包括:电磁感应线圈,设置在所述整流电路的闭合回路中;所述电磁感应线圈被配置为,在所述闭合回路中的闭合电流的作用下生成补偿 信号,所述补偿信号用于补偿所述整流电路中的同步整流MOSFET的寄生信号。
在一些实施例中,还包括:控制器,被配置为控制所述同步整流MOSFET;
所述同步整流MOSFET的源级连接所述次级线圈和所述电磁感应线圈的第一端,所述同步整流MOSFET的漏级分别连接所述负载和所述控制器;所述电磁感应线圈的第二端连接所述控制器;
所述电磁感应线圈具体被配置为在所述闭合回路中的闭合电流的作用下,生成所述第一端和所述第二端之间的补偿信号;
所述控制器被配置为,根据所述电磁感应线圈的第二端和所述同步整流MOSFET的漏级之间的电压生成控制信号,所述控制信号用于控制所述同步整流MOSFET。
在一些实施例中,还包括:控制器,被配置为控制所述同步整流MOSFET;
所述同步整流MOSFET的源级连接所述次级线圈和所述电磁感应线圈的第一端,所述同步整流MOSFET的漏级连接所述负载和所述控制器;所述电磁感应线圈的第二端连接所述控制器;
所述电磁感应线圈具体被配置为在所述闭合回路中的闭合电流的作用下,生成所述第一端和所述第二端之间的补偿信号;
所述控制器被配置为,根据所述电磁感应线圈的第二端和所述同步整流MOSFET的源级之间的电压生成控制信号,所述控制信号用于控制所述同步整流MOSFET。
在一些实施例中,所述控制器包括:SR驱动芯片;
所述SR驱动芯片的CS管脚连接所述电磁感应线圈第二端;
所述SR驱动芯片的GND管脚连接所述同步整流MOSFET的漏级;
所述SR驱动芯片的DRV管脚连接所述同步整流MOSFET的栅极;
在一些实施例中,所述控制器包括:SR驱动芯片;
所述SR驱动芯片的CS管脚连接所述同步整流MOSFET的源级;
所述SR驱动芯片的GND管脚连接所述电磁感应线圈第二端;
所述SR驱动芯片的DRV管脚连接所述同步整流MOSFET的栅极;
在一些实施例中,当所述控制信号是所述SR驱动芯片发送至所述同步整流MOSFTE的栅极的低电平信号,所述低电平信号用于控制所述同步整流MOSFET的源级和漏级之间关断;
当所述控制信号是所述SR驱动芯片发送至所述同步整流MOSFTE的栅极的高电平信号,所述高电平信号用于控制所述同步整流MOSFET的源级和漏级之间导通。
在一些实施例中,所述电磁感应线圈包括至少一圈闭合的导线。
在一些实施例中,所述整流电路和所述补偿电路设置在单面PCB板上;
所述电磁感应线圈为所述控制器的引脚与所述同步整流MOSFET的引脚之间所连接的导线。
在一些实施例中,所述寄生信号由所述同步整流MOSFET的引脚的寄生电感生成。
在一些实施例中,所述寄生信号和所述补偿信号为电压信号。
本申请实施方式还提供一种补偿电路,用于补偿整流电路中的同步整流MOSFET的寄生信号;所述整流电路包括:次级线圈、所述同步整流MOSFET和负载构成的闭合回路;所述补偿电路包括:
电磁感应线圈,设置在所述闭合回路中,用于在所述闭合回路中的闭合电流的作用下,生成补偿信号。
本申请实施方式还提供一种显示装置,包括:
第一显示屏幕,用于显示第一图像画面;
第二显示屏幕,用于显示第二图像画面;
声音再现装置,被配置为播放声音;
供电电路,被配置为向所述显示装置的负载提供电能;
所述供电电路包括:整流电路和补偿电路;
其中,所述整流电路被配置为将交流电转换为直流电;所述整流电路包括:次级线圈、所述同步整流MOSFET和负载构成的闭合回路;
所述补偿电路包括:电磁感应线圈,设置在所述整流电路的闭合回路中;所述电磁感应线圈被配置为,在所述闭合回路中的闭合电流的作用下生成补偿信号,所述补偿信号用于补偿所述整流电路中的同步整流MOSFET的寄生信号。
本申请实施例还提供一种显示装置,包括:
显示屏幕,被配置为显示图像画面;
声音再现装置,被配置为播放声音;
供电电路,被配置为向所述显示装置的负载提供电能;
所述供电电路包括:整流电路和控制电路;
其中,所述整流电路被配置为将交流电转换为直流电;
所述控制电路包括:开关管和控制器;
所述开关管与所述整流电路中的同步整流MOSFET并联连接;
所述控制器用于根据所述开关管两侧的电压,控制所述整流电路中的同步整流MOSFET。
在本申请一些实施例中,所述开关管的引脚的寄生电感小于所述同步整流MOSFET的引脚的寄生电感。
在本申请一些实施例中,所述整流电路包括:次级线圈和所述同步整流MOSFET,所述同步整流MOSFET的源级连接次级线圈,所述同步整流MOSFET的漏级连接负载;
所述开关管的第一端连接所述次级线圈、第二端连接所述负载,第三端连接所述控制器;
所述控制器连接所述同步整流MOSFET的栅极、所述开关管的第一端、第二端和第三端;
所述控制器用于通过所述开关管的第一端和第二端之间的电压生成控制信号,并向所述同步整流MOSFET和所述开关管发送所述控制信号;所述控制信号用于控制所述同步整流MOSFET和所述开关管。
在本申请一些实施例中,所述控制信号具体用于,控制所述同步整流MOSFET和所述开关管同时导通或者同时关断。
在本申请一些实施例中,所述开关管为MOSFET;其中,所述开关管的第一端为所述MOSFET的源级,所述开关管的第二端为所述MOSFET的漏级,所述开关管的第三端为所述MOSFET的栅极。
在本申请一些实施例中,所述控制器包括同步整流SR驱动芯片。
所述SR驱动芯片的CS管脚连接所述开关管的第一端;
所述SR驱动芯片的GND管脚连接所述开关管的第二端;
所述SR驱动芯片的DRV管脚连接所述同步整流MOSFET的栅极和所述开关管的栅极。
在本申请一些实施例中,当所述控制信号是低电平信号,所述低电平信号用于控制所述同步整流MOSFET和所述开关管关断;
当所述控制信号是高电平信号,所述高电平信号用于控制所述同步整流MOSFET的和所述开关管导通。
在本申请一些实施例中,所述开关管的内阻大于所述同步整流MOSFET的内阻。
本申请一些实施例提供一种控制电路,用于控制整流电路中的同步整流MOSTET,所述整流电路包括:同步整流MOSFET;
所述控制电路包括:开关管和控制器;
所述开关管与所述整流电路中的同步整流MOSFET并联连接;
所述控制器用于根据所述开关管两侧的电压,控制所述整流电路中的同步整流MOSFET。
本申请一些实施例提供一种显示装置,包括:
第一显示屏幕,用于显示第一图像画面;
第二显示屏幕,用于显示第二图像画面;
声音再现装置,被配置为播放声音;
供电电路,被配置为向所述显示装置的负载提供电能;
所述供电电路包括:整流电路和补偿电路;
所述供电电路包括:整流电路和控制电路;
其中,所述整流电路被配置为将交流电转换为直流电;
所述控制电路包括:开关管和控制器;
所述开关管与所述整流电路中的同步整流MOSFET并联连接;
所述控制器用于根据所述开关管两侧的电压,控制所述整流电路中的同步整流MOSFET。
技术效果:
通过同步整流电路中设置的补偿电路,对同步整流MOSFET所产生的寄生信号进行补偿,进而使得处理器所检测的同步整流MOSFET两侧的电压能够更加真实地反应电流流经同步整流MOSFET实际所产生的电压。从而解决同步整流MOSFET的引脚上的寄生电感影响所检测的同步整流MOSFET两侧的电压,进而影响对同步整流MOSFET的导通与关断进行的控制的技术问题,并实现减少MOSFET发热现象并减少同步整流MOSFET的损耗的技术效果。
此外,通过在控制电路中加入与整流电路的同步整流MOSFET并联连接的 开关管,由于开关管的引脚寄生电感较小,开关管两侧的电压能够更为准确地反应实际流经同步整流MOSFET的电流所产生的电压,因此,控制器能够通过检测开关管两侧的电压确定流经同步整流MOSFET的电流所产生的电压,从而能够抵消直接检测同步整流MOSFET两侧的电压时,同步整流MOSFET的引脚上的寄生电感对MOSFET两侧的电压产生的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1中示例性示出了根据实施例中显示装置与控制装置之间操作场景的示意图;
图2中示例性示出了根据示例性实施例中显示装置200中硬件系统的硬件结构示意图;
图3中示例性示出了根据示例性实施例中显示装置中硬件系统的硬件结构示意图;
图4示出了电源板与负载的连接关系示意图;
图5中示例性示出了根据图2或图3所示显示装置200的硬件架构框图;
图6中示例性示出了根据示例性实施例中显示装置的功能配置示意图;
图7示出了本申请中一种电源架构的具体介绍,其中,显示装置具有双电源;
图8示出了本申请中另一种电源架构的具体介绍,其中,显示装置具有单电源;
图9为LLC同步整流电路中主要元件的结构示意图,以说明整流电路的工作原理;
图10为一种同步整流MOSFET的控制电路的结构示意图;
图11为包括引脚的同步整流MOSFET的结构示意图;
图12为一种SR驱动芯片所发送的控制信号的示意图;
图13为本申请提供的补偿电路一实施例的结构示意图;
图14为次级线圈输出的电流波形图;
图15为本申请SR驱动芯片所发送的控制信号的示意图;
图16为本申请提供的同步整流MOSFET的补偿电路另一实施例的结构示意图;
图17为本申请提供的同步整流MOSFET的补偿电路另一实施例的结构示意图;
图18为一种同步整流MOSFET的控制电路的结构示意图;
图19为包括引脚的同步整流MOSFET的结构示意图;
图20为一种SR驱动芯片所发送的控制信号的示意图;
图21为本申请提供的控制电路一实施例的结构示意图;
图22为本申请SR驱动芯片所发送的控制信号的示意图;
图23为本申请提供的控制电路另一实施例的结构示意图;
图24为本申请提供的一种同步整流MOSFET控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在正式介绍本申请实施例之前,先结合附图,对本申请所应用的场景以及存在的问题进行说明。
本申请各实施例提供的显示装置可以具有单系统、单显示屏幕。例如,显示装置包括:显示屏幕,被配置为显示画面图像;声音再现装置,被配置为播放声音;供电电路,被配置为向显示装置的负载提供电能,所述负载包括所述 显示屏幕和所述声音再现装置。
或者,本申请各实施例提供的显示装置还可以具有双系统、双显示屏幕结构,即显示装置具有第一控制器(第一硬件系统、A芯片)、第二控制器(第二硬件系统、N芯片)、第一显示屏幕和第二显示屏幕的显示装置的音画同步处理,下面首先对具有双系统硬件结构的显示装置的结构、功能和实现方式等方面进行详细说明。
为便于用户使用,显示装置上通常会设置各种外部装置接口,以便于连接不同的外设设备或线缆以实现相应的功能。而在显示装置的接口上连接有高清晰度的摄像头时,如果显示装置的硬件系统没有接收源码的高像素摄像头的硬件接口,那么就会导致无法将摄像头接收到的数据呈现到显示装置的显示屏上。
并且,受制于硬件结构,传统显示装置的硬件系统仅支持一路硬解码资源,且通常最大仅能支持4K分辨率的视频解码,因此当要实现边观看网络电视边进行视频聊天时,为了不降低网络视频画面清晰度,就需要使用硬解码资源(通常是硬件系统中的GPU)对网络视频进行解码,而在此情况下,只能采取由硬件系统中的通用处理器(例如CPU)对视频进行软解码的方式处理视频聊天画面。
采用软解码处理视频聊天画面,会大大增加CPU的数据处理负担,当CPU的数据处理负担过重时,可能会出现画面卡顿或者不流畅的问题。进一步的,受制于CPU的数据处理能力,当采用CPU软解码处理视频聊天画面时,通常无法实现多路视频通话,当用户想要再同一聊天场景同时与多个其他用户进行视频聊天时,会出现接入受阻的情况。
基于上述各方面的考虑,为克服上述缺陷,本申请公开了一种双硬件系统架构,以实现多路视频聊天数据(至少一路本地视频)。
下面首先结合附图对本申请所涉及的概念进行说明。在此需要指出的是,以下对各个概念的说明,仅为了使本申请的内容更加容易理解,并不表示对本申请保护范围的限定。
本申请各实施例中使用的术语“电路”,可以是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合,能够执行与该元件相关的功能。
本申请各实施例中使用的术语“遥控器”,是指电子设备(如本申请中公开 的显示装置)的一个组件,该组件通常可在较短的距离范围内无线控制电子设备。该组件一般可以使用红外线和/或射频(RF)信号和/或蓝牙与电子设备连接,也可以包括WiFi、无线USB、蓝牙、动作传感器等功能电路。例如:手持式触摸遥控器,是以触摸屏中用户界面取代一般遥控装置中的大部分物理内置硬键。
本申请各实施例中使用的术语“手势”,是指用户通过一种手型的变化或手部运动等动作,用于表达预期想法、动作、目的/或结果的用户行为。
本申请各实施例中使用的术语“硬件系统”,可以是指由集成电路(Integrated Circuit,IC)、印刷电路板(Printed circuit board,PCB)等机械、光、电、磁器件构成的具有计算、控制、存储、输入和输出功能的实体部件。在本申请各个实施例中,硬件系统通常也会被称为主板(motherboard)或芯片。
图1中示例性示出了根据实施例中显示装置与控制装置之间操作场景的示意图。如图1所示,用户可通过控制装置100来操作显示装置200。
其中,控制装置100可以是遥控器100A,其可与显示装置200之间通过红外协议通信、蓝牙协议通信、紫蜂(ZigBee)协议通信或其他短距离通信方式进行通信,用于通过无线或其他有线方式来控制显示装置200。用户可以通过遥控器100A上按键、语音输入、控制面板输入等输入用户指令,来控制显示装置200。如:用户可以通过遥控器100A上音量加减键、频道控制键、上/下/左/右的移动按键、语音输入按键、菜单键、开关机按键等输入相应控制指令,来实现控制显示装置200的功能。
控制装置100也可以是智能设备,如移动终端100B、平板电脑、计算机、笔记本电脑等,其可以通过本地网(LAN,Local Area Network)、广域网(WAN,Wide Area Network)、无线局域网(WLAN,Wireless Local Area Network)或其他网络与显示装置200之间通信,并通过与显示装置200相应的应用程序实现对显示装置200的控制。例如,使用在智能设备上运行的应用程序控制显示装置200。该应用程序可以在与智能设备关联的屏幕上通过直观的用户界面(UI,User Interface)为用户提供各种控制。
示例的,移动终端100B与显示装置200均可安装软件应用,从而可通过网络通信协议实现二者之间的连接通信,进而实现一对一控制操作的和数据通信的目的。如:可以使移动终端100B与显示装置200建立控制指令协议,将遥控控制键盘同步到移动终端100B上,通过控制移动终端100B上用户界面, 实现控制显示装置200的功能;也可以将移动终端100B上显示的音视频内容传输到显示装置200上,实现同步显示功能。
如图1所示,显示装置200还可与服务器300通过多种通信方式进行数据通信。在本申请各个实施例中,可允许显示装置200通过局域网、无线局域网或其他网络与服务器300进行有线通信连接或无线通信连接。服务器300可以向显示装置200提供各种内容和互动。
示例的,显示装置200通过发送和接收信息,以及电子节目指南(EPG,Electronic Program Guide)互动,接收软件程序更新,或访问远程储存的数字媒体库。服务器300可以是一组,也可以是多组,可以是一类或多类服务器。通过服务器300提供视频点播和广告服务等其他网络服务内容。
显示装置200包括第一显示屏幕201与第二显示屏幕202,其中,第一显示屏幕201与第二显示屏幕202之间相互独立,第一显示屏幕201与第二显示屏幕202之间采用双硬件控制系统。
其中,第一显示屏幕201和第二显示屏幕202可以用于显示不同的显示画面。如,第一显示屏幕201可以用于传统电视节目的画面显示,第二显示屏幕202用于通知类消息、语音助手等辅助信息的画面显示。
在一些实施例中,第一显示屏幕201显示的内容与第二显示屏幕202显示的内容之间可以相互独立,互不影响。例如,在第一显示屏幕201播放电视节目时,第二显示屏幕202可以显示与电视节目无关的时间、天气、气温、提醒消息等信息。
在一些实施例中,第一显示屏幕201显示的内容与第二显示屏幕202显示的内容之间也可以存在关联关系。例如,在第一显示屏幕201播放视频聊天的主画面时,第二显示屏幕202可以显示当前接入视频聊天的用户的头像、聊天时长等信息。
在一些实施例中,第二显示屏幕202显示的部分或全部内容可以调整至第一显示屏幕201显示。例如,可以将第一显示屏幕201显示的时间、天气、气温、提醒消息等信息调整到第一显示屏幕201显示,而用第二显示屏幕202显示其它的信息。
另外,第一显示屏幕201在显示传统电视节目画面的同时,还显示多方交互画面,且多方交互画面不会遮挡传统电视节目画面。其中,本申请对传统电 视节目画面和多方交互画面的显示方式不做限定。例如,本申请可以根据传统电视节目画面和多方交互画面的优先级,设置传统电视节目画面和多方交互画面的位置和大小。
以传统电视节目画面的优先级高于多方交互画面的优先级为例,传统电视节目画面的面积大于多方交互画面的面积,且多方交互画面可以位于传统电视节目画面的一侧,也可以悬浮设置在多方交互画面的一角。
显示装置200,一方面讲,可以是液晶显示屏幕、OLED(Organic Light Emitting Diode)显示屏幕、投影显示装置;另一方面讲,显示装置被可以是智能电视或显示屏幕和机顶盒组成的显示系统。具体显示装置类型,尺寸大小和分辨率等不作限定,本领技术人员可以理解的是,显示装置200可以根据需要做性能和配置上的一些改变。
显示装置200除了提供广播接收电视功能之外,还可以附加提供计算机支持功能的智能网络电视功能。示例的包括,网络电视、智能电视、互联网协议电视(IPTV)等。在一些实施例中,显示装置可以不具备广播接收电视功能。
如图1所示,显示装置200上可以连接或设置有摄像头,用于将摄像头拍摄到的画面呈现在本显示装置或其他显示装置的显示界面上,以实现用户之间的交互聊天。具体的,摄像头拍摄到的画面可在显示装置上全屏显示、半屏显示、或者显示任意可选区域。
作为一种在一些实施例中连接方式,摄像头通过连接板与显示装置的后壳连接,固定安装在显示装置的后壳的上侧中部,作为可安装的方式,可以固定安装在显示装置的后壳的任意位置,能保证其图像采集区域不被后壳遮挡即可,例如,图像采集区域与显示装置的显示朝向相同。
作为另一种在一些实施例中连接方式,摄像头通过连接板或者其他可想到的连接器可升降的与显示装置后壳连接,连接器上安装有升降马达,当用户要使用摄像头或者有应用程序要使用摄像头时,再升出显示装置之上,当不需要使用摄像头时,其可内嵌到后壳之后,以达到保护摄像头免受损坏和保护用户的隐私安全。
作为一种实施例,本申请所采用的摄像头可以为1600万像素,以达到超高清显示目的。在实际使用中,也可采用比1600万像素更高或更低的摄像头。
当显示装置上安装有摄像头以后,显示装置不同应用场景所显示的内容可 得到多种不同方式的融合,从而达到传统显示装置无法实现的功能。
示例性的,用户可以在边观看视频节目的同时,与至少一位其他用户进行视频聊天。视频节目的呈现可作为背景画面,视频聊天的窗口显示在背景画面之上。形象的,可以称该功能为“边看边聊”。
在一些实施例中,在“边看边聊”的场景中,在观看直播视频或网络视频的同时,跨终端的进行至少一路的视频聊天。
另一示例中,用户可以在边进入教育应用学习的同时,与至少一位其他用户进行视频聊天。例如,学生在学习教育应用程序中内容的同时,可实现与老师的远程互动。形象的,可以称该功能为“边学边聊”。
另一示例中,用户在玩纸牌游戏时,与进入游戏的玩家进行视频聊天。例如,玩家在进入游戏应用参与游戏时,可实现与其他玩家的远程互动。形象的,可以称该功能为“边看边玩”。
在一些实施例中,游戏场景与视频画面进行融合,将视频画面中人像进行抠图,显示在游戏画面中,提升用户体验。
在一些实施例中,在体感类游戏中(如打球类、拳击类、跑步类、跳舞类等),通过摄像头获取人体姿势和动作,肢体检测和追踪、人体骨骼关键点数据的检测,再与游戏中动画进行融合,实现如体育、舞蹈等场景的游戏。
另一示例中,用户可以在K歌应用中,与至少一位其他用户进行视频和语音的交互。形象的,可以称该功能为“边看边唱”。在一些实施例中,当至少一位用户在聊天场景进入该应用时,可多个用户共同完成一首歌的录制。
另一个示例中,用户可在本地打开摄像头获取图片和视频,形象的,可以称该功能为“照镜子”。
在另一些示例中,还可以再增加更多功能或减少上述功能。本申请对该显示装置的功能不作具体限定。
图2中示例性示出了根据示例性实施例中显示装置200中硬件系统的硬件结构示意图。为了便于说明,图2中显示装置200以采用液晶显示屏为例进行示意。
图2所示,显示装置200包括:第一面板11、第一背光组件21、主板31、交互板32、第一显示驱动板33、第二面板12、第二背光组件22、第二显示驱动板34、电源板4、第一后壳51、第二后壳52和基座6。
其中,第一面板11用于给用户呈现第一显示屏幕201的画面。第一背光组件21位于第一面板11的下方,通常是一些光学组件,用于供应充足的亮度与分布均匀的光源,使第一面板11能正常显示影像。第一背光组件21还包括第一背板(图中未示出)。主板31、交互板32、第一显示驱动板33和电源板4设置于第一背板上,通常在第一背板上冲压形成一些凸包结构。主板31、交互板32、第一显示驱动板33和电源板4通过螺钉或者挂钩固定在凸包上。主板31、交互板32、第一显示驱动板3和电源板4可以设置在一个板子上,也可以分别设置不同的板子上。第一后壳51盖设在第一面板11上,以隐藏第一背光组件21、主板31、交互板32、第一显示驱动板33和电源板4等显示装置200的零部件,起到美观的效果。
其中,第一显示驱动板33主要的功能是:通过主板31上第一控制器传输的PWM信号以及Lcaldimming信号,进行千级背光分区控制,此部分控制是根据图像内容变化的,以及在与主板31上第一控制器之间建立握手后,接收主板31上第一控制器发送的VbyOne显示信号,并将VbyOne显示信号转换为LVDS信号,实现第一显示屏幕201的图像画面显示。底座6,用于支撑显示装置200,值得说明的是,图中仅示出一种形式的底座设计,本领域技术人员可以根据产品需求设计不同形式的底座。
其中,第二面板12用于给用户呈现第二显示屏幕202的画面。第二背光组件22位于第二面板12的下方,通常是一些光学组件,用于供应充足的亮度与分布均匀的光源,使第二面板12能正常显示影像。第二背光组件22还包括第二背板(图中未示出)。第二显示驱动板34设置于第二背板上,通常在第二背板上冲压形成一些凸包结构。第二显示驱动板34通过螺钉或者挂钩固定在凸包上。第二显示驱动板34可以设置在一个板子上,也可以分别设置不同的板子上。第二后壳52盖设在第二面板12上,以隐藏第二背光组件22、转接驱动板35、第二TCON板34b和按键板36等显示装置200的零部件,起到美观的效果。
在一些实施例中,图2中还包括按键板35,按键板35可以设置在第一背板上,也可以设置在第二背板上,本申请对此不做限定。
另外,显示装置200还包括声音再现装置(图中未示出)例如音响组件,如包括功率放大器(Amplifier,AMP)及扬声器(Speaker)的I2S接口等,用于实现声音的再现。通常音响组件至少能够实现两个声道的声音输出;当要实 现全景声环绕的效果,则需要设置多个音响组件,输出多个声道的声音,这里不再具体展开说明。
需要说明的是,显示装置200还可以采用OLED显示屏,这样,显示装置200所包含的模板发生相应的改变,此处不做过多说明。
或者,如图2所示以具有双显示屏幕的显示装置作为示例性说明,而在图3中示例性示出了根据示例性实施例中显示装置中硬件系统的硬件结构示意图,其中,如图3所示的具有单显示屏幕的显示装置中,的显示装置包括面板1、背光组件2、主板3、电源板4、后壳5和基座6。其中,面板1用于给用户呈现画面;背光组件2位于面板1的下方,通常是一些光学组件,用于供应充足的亮度与分布均匀的光源,使面板1能正常显示影像,背光组件2还包括背板20,主板3和电源板4设置于背板20上,通常在背板20上冲压形成一些凸包结构,主板3和电源板4通过螺钉或者挂钩固定在凸包上;后壳5盖设在面板1上,以隐藏背光组件2、主板3以及电源板4等显示装置的零部件,起到美观的效果;底座6,用于支撑显示装置。
图4示出了电源板与负载的连接关系示意图,如图4所示为一种双显示屏幕的显示装置中,电源板与负载可能的连接关系,电源板4包括输入端IN和输出端OUT(图中示出第一输出端OUT1、第二输出端OUT2、第三输出端OUT3和第四输出端OUT4),其中,输入端IN与市电相连,输出端OUT与负载相连,比如,第一输出端OUT1和音响组件相连,第二输出端OUT2和主板31相连,第三输出端OUT3和第一显示驱动板33相连,第四输出端OUT4和第一背光组件21相连。电源板4需要将交流市电转换为负载所需求的直流电,并且,该直流电通常具有不同的规格,例如音响组件需要18V,主板31需要12V/18V等。
下面结合图5对本申请显示装置的系统架构进行进一步的说明。需要说明的是图5仅仅是一个示例性说明,并不表示对本申请的限定。在实际应用中,可根据需要包含更多或更少的硬件或接口。
图5中示例性示出了根据图2或图3所示显示装置200的硬件架构框图。如图5所示,显示装置200的硬件系统以包括控制器,以及通过各类接口与所述控制器相连接的电路。
其中,控制器可以设置于图2中所示的交互板32上,或者设置在图3中所 示的主板3上。在一些实施例中,控制器可以包括调谐解调器220、通信器230、外部装置接口250、第一控制器210、存储器290、用户输入接口260-3、视频处理器260-1、音频处理器260-2、显示屏幕280、音频输出接口270、供电电路240、检测器340、外部装置接口350和视频处理器360。在其他实施例中控制器也可以包括更多或更少的电路。
其中,调谐解调器220,用于对通过有线或无线方式接收广播电视信号,进行放大、混频和谐振等调制解调处理,从而从多个无线或有线广播电视信号中解调出用户所选择电视频道的频率中所携带的音视频信号,以及附加信息(例如EPG数据信号)。根据电视信号广播制式不同,调谐解调器220的信号途径可以有很多种,诸如:地面广播、有线广播、卫星广播或互联网广播等;以及根据调制类型不同,所述信号的调整方式可以数字调制方式,也可以模拟调制方式;以及根据接收电视信号种类不同,调谐解调器220可以解调模拟信号和/或数字信号。
调谐解调器220,还用于根据用户选择,以及由第一控制器210控制,响应用户选择的电视频道频率以及该频率所携带的电视信号。
在其他一些示例性实施例中,调谐解调器220也可在外置设备中,如外置机顶盒等。这样,机顶盒通过调制解调后输出电视音视频信号,经过外部装置接口250输入至显示装置200中。
通信器230是用于根据各种通信协议类型与外部设备或外部服务器进行通信的组件。例如:通信器230可以包括WIFI电路231,蓝牙通信协议电路232,有线以太网通信协议电路233,及红外通信协议电路等其他网络通信协议电路或近场通信协议电路(图中未示出)。
显示装置200可以通过通信器230与外部控制设备或内容提供设备之间建立控制信号和数据信号的连接。例如,通信器可根据第一控制器210的控制接收遥控器100的控制信号。
外部装置接口250,是提供N芯片的第一控制器210和A芯片及外部其他设备间数据传输的组件。外部装置接口250可按照有线/无线方式与诸如机顶盒、游戏装置、笔记本电脑等的外部设备连接,可接收外部设备的诸如视频信号(例如运动图像)、音频信号(例如音乐)、附加信息(例如EPG)等数据。
其中,外部装置接口250可以包括:高清多媒体接口(HDMI)端子也称之 为HDMI 251、复合视频消隐同步(CVBS)端子也称之为AV 252、模拟或数字分量端子也称之为分量253、通用串行总线(USB)端子254、红绿蓝(RGB)端子(图中未示出)等任一个或多个。本申请不对外部装置接口的数量和类型进行限制。
第一控制器210,通过运行存储在存储器290上的各种软件控制程序(如操作系统和/或各种应用程序),来控制显示装置200的工作和响应用户的操作。
如图5所示,第一控制器210包括只读存储器RAM 213、随机存取存储器ROM 214、图形处理器216、CPU处理器212、通信接口218、以及通信总线。其中,RAM 213和ROM 214以及图形处理器216、CPU处理器212、通信接口218通过总线相连接。
ROM 213,用于存储各种系统启动的指令。如在收到开机信号时,显示装置200电源开始启动,CPU处理器212运行ROM中系统启动指令,将存储在存储器290的操作系统拷贝至RAM 214中,以开始运行启动操作系统。当操作系统启动完成后,CPU处理器212再将存储器290中各种应用程序拷贝至RAM 214中,然后,开始运行启动各种应用程序。
图形处理器216,用于产生各种图形对象,如:图标、操作菜单、以及用户输入指令显示图形等。包括运算器,通过接收用户输入各种交互指令进行运算,根据显示属性显示各种对象。以及包括渲染器,产生基于运算器得到的各种对象,进行渲染的结果显示在第一显示屏幕280上。
CPU处理器212,用于执行存储在存储器290中操作系统和应用程序指令。以及根据接收外部输入的各种交互指令,来执行各种应用程序、数据和内容,以便最终显示和播放各种音视频内容。
在一些示例性实施例中,CPU处理器212,可以包括多个处理器。所述多个处理器中可包括一个主处理器以及多个或一个子处理器。主处理器,用于在预加电模式中执行显示装置200一些操作,和/或在正常模式下显示画面的操作。多个或一个子处理器,用于执行在待机模式等状态下的一种操作。
通信接口218,可包括第一接口218-1到第n接口218-n。这些接口可以是经由网络被连接到外部设备的网络接口。
第一控制器210可以控制显示装置200与显示屏幕280相关的操作。例如:响应于接收到用于选择在显示屏幕280上显示UI对象的用户命令,第一控制器 210便可以执行与由用户命令选择的对象有关的操作。
其中,所述对象可以是可选对象中的任何一个,例如超链接或图标。与所选择的对象有关操作,例如:显示连接到超链接页面、文档、图像等操作,或者执行与图标相对应程序的操作。用于选择UI对象用户命令,可以是通过连接到显示装置200的各种输入装置(例如,鼠标、键盘、触摸板等)输入命令或者与由用户说出语音相对应的语音命令。
存储器290,包括存储用于驱动和控制显示装置200的各种软件电路。如:存储器290中存储的各种软件电路,包括:基础电路、检测电路、通信电路、显示控制电路、浏览器电路、和各种服务电路等(图中未示出)。
其中,基础电路是用于显示装置200中各个硬件之间信号通信、并向上层电路发送处理和控制信号的底层软件电路。检测电路是用于从各种传感器或用户输入接口中收集各种信息,并进行数模转换以及分析管理的管理电路。语音识别电路中包括语音解析电路和语音指令数据库电路。显示控制电路是用于控制第一显示屏幕280进行显示图像内容的电路,可以用于播放多媒体图像内容和UI界面等信息。通信电路,是用于与外部设备之间进行控制和数据通信的电路。浏览器电路,是用于执行浏览服务器之间数据通信的电路。服务电路,是用于提供各种服务以及各类应用程序在内的电路。
同时,存储器290还用于存储接收外部数据和用户数据、各种用户界面中各个项目的图像以及焦点对象的视觉效果图等。
用户输入接口260-3,用于将用户的输入信号发送给第一控制器210,或者,将从第一控制器210输出的信号传送给用户。示例性的,控制装置(例如移动终端或遥控器)可将用户输入的诸如电源开关信号、频道选择信号、音量调节信号等输入信号发送至用户输入接口,再由用户输入接口260-3转送至第一控制器210;或者,控制装置可接收经第一控制器210处理从用户输入接口260-3输出的音频、视频或数据等输出信号,并且显示接收的输出信号或将接收的输出信号输出为音频或振动形式。
在一些实施例中,用户可在第一显示屏幕280上显示的图形用户界面(GUI)输入用户命令,则用户输入接口260-3通过图形用户界面(GUI)接收用户输入命令。或者,用户可通过输入特定的声音或手势进行输入用户命令,则用户输入接口260-3通过传感器识别出声音或手势,来接收用户输入命令。
视频处理器260-1,用于接收视频信号,根据输入信号的标准编解码协议,进行解压缩、解码、缩放、降噪、帧率转换、分辨率转换、图像合成等视频数据处理,可得到直接在第一显示屏幕280上显示或播放的视频信号。
示例的,视频处理器260-1,包括解复用电路、视频解码电路、图像合成电路、帧率转换电路、显示格式化电路等(图中未示出)。
其中,解复用电路,用于对输入音视频数据流进行解复用处理,如输入MPEG-2,则解复用电路进行解复用成视频信号和音频信号等。
视频解码电路,用于对解复用后的视频信号进行处理,包括解码和缩放处理等。
图像合成电路,如图像合成器,其用于将图形生成器根据用户输入或自身生成的GUI信号,与缩放处理后视频画面进行叠加混合处理,以生成可供显示的图像信号。
帧率转换电路,用于对输入视频的帧率进行转换,如将输入的24Hz、25Hz、30Hz、60Hz视频的帧率转换为60Hz、120Hz或240Hz的帧率,其中,输入帧率可以与源视频流有关,输出帧率可以与显示装置的刷新率有关。显示格式化电路,用于将帧率转换电路输出的信号,改变为符合诸如显示装置显示格式的信号,如将帧率转换电路输出的信号进行格式转换以输出RGB数据信号。
显示屏幕280,用于接收源自视频处理器260-1输入的图像信号,进行显示视频内容和图像以及菜单操控界面显示屏幕280包括用于呈现画面的显示屏幕组件以及驱动图像显示的驱动组件。显示视频内容,可以来自调谐解调器220接收的广播信号中的视频,也可以来自通信器或外部设备接口输入的视频内容。显示屏幕280,同时显示显示装置200中产生且用于控制显示装置200的用户操控界面UI。
以及,根据显示屏幕280类型不同,还包括用于驱动显示的驱动组件。或者,倘若显示屏幕280为一种投影显示屏幕,还可以包括一种投影装置和投影屏幕。
音频处理器260-2,用于接收音频信号,根据输入信号的标准编解码协议,进行解压缩和解码,以及降噪、数模转换和放大处理等音频数据处理,得到可以在扬声器272中播放的音频信号。
音频输出接口270,用于在第一控制器210的控制下接收音频处理器260-2 输出的音频信号,音频输出接口可包括扬声器272,或输出至外接设备的发生装置的外接音响输出端子274,如:外接音响端子或耳机输出端子等。
在其他一些示例性实施例中,视频处理器260-1可以包括一个或多个芯片组成。音频处理器260-2,也可以包括一个或多个芯片组成。
以及,在其他一些示例性实施例中,视频处理器260-1和音频处理器260-2,可以为单独的芯片,也可以与第一控制器210一起集成在一个或多个芯片中。
供电电路240,用于在第一控制器210控制下,将外部电源输入的电力为显示装置200提供电源供电支持。供电电路240可以包括安装显示装置200内部的内置电源电路,也可以是安装在显示装置200外部的电源,如在显示装置200中提供外接电源的电源接口。
检测器340,是显示装置A芯片用于采集外部环境或与外部交互的信号的组件。检测器340可以包括光接收器342,用于采集环境光线强度的传感器,可以通过采集环境光来自适应显示参数变化等;还可以包括图像采集器341,如相机、摄像头等,可以用于采集外部环境场景,以及用于采集用户的属性或与用户交互手势,可以自适应变化显示参数,也可以识别用户手势,以实现与用户之间互动的功能。
外部装置接口350,提供第二控制器310与N芯片或外部其他设备间数据传输的组件。外部装置接口可按照有线/无线方式与诸如机顶盒、游戏装置、笔记本电脑等的外部设备连接。
视频处理器360,用于处理相关视频信号。
图6中示例性示出了根据示例性实施例中显示装置的功能配置示意图。如图6所示,存储器290,具体用于存储驱动显示装置200中第一控制器210的运行程序,以及存储显示装置280内置各种应用程序,以及用户从外部设备下载的各种应用程序、以及与应用程序相关的各种图形用户界面,以及与图形用户界面相关的各种对象,用户数据信息,以及各种支持应用程序的内部数据。存储器290用于存储操作系统(OS)内核、中间件和应用等系统软件,以及存储输入的视频数据和音频数据、及其他用户数据。
存储器290,具体用于存储视频处理器260-1和音频处理器260-2、第一显示屏幕280、通信器230、调谐解调器220、输入/输出接口等驱动程序和相关数据。
在一些实施例中,存储器290可以存储软件和/或程序,用于表示操作系统(OS)的软件程序包括,例如:内核、中间件、应用编程接口(API)和/或应用程序。示例性的,内核可控制或管理系统资源,或其它程序所实施的功能(如所述中间件、API或应用程序),以及内核可以提供接口,以允许中间件和API,或应用访问控制器,以实现控制或管理系统资源。
示例的,存储器290,包括广播接收电路2901、频道控制电路2902、音量控制电路2903、图像控制电路2904、显示控制电路2905、第一音频控制电路2906、外部指令识别电路2907、通信控制电路2908、光接收电路2909、电力控制电路2910、操作系统2911、以及其他应用程序2912、浏览器电路2913等等。第一控制器210通过运行存储器290中各种软件程序,来执行诸如:广播电视信号接收解调功能、电视频道选择控制功能、音量选择控制功能、图像控制功能、显示控制功能、音频控制功能、外部指令识别功能、通信控制功能、光信号接收功能、电力控制功能、支持各种功能的软件操控平台、以及浏览器功能等各类功能。
存储器390,包括存储用于驱动和控制显示装置200的各种软件电路。如:存储器390中存储的各种软件电路,包括:基础电路、检测电路、通信电路、显示控制电路、浏览器电路、和各种服务电路等(图中未示出)。由于存储器390与存储器290的功能比较相似,相关之处参见存储器290即可,在此就不再赘述。
示例的,存储器390,包括图像控制电路3904、第二音频控制电路3906、外部指令识别电路3907、通信控制电路3908、光接收电路3909、操作系统3911、以及其他应用程序3912、浏览器电路3913等。第一控制器210通过运行存储器290中各种软件程序,来执行诸如:图像控制功能、显示控制功能、音频控制功能、外部指令识别功能、通信控制功能、光信号接收功能、电力控制功能、支持各种功能的软件操控平台、以及浏览器功能等各类功能。
示例性的,由于摄像头等图像接收设备与控制器连接,因此,控制器的外部指令识别电路3907可包括图形识别电路2907-1,图形识别电路3907-1内存储有图形数据库,摄像头接收到外界的图形指令时,与图形数据库中的指令进行对应关系,以对显示装置作出指令控制。而由于语音接收设备以及遥控器与控制器连接,因此,控制器的外部指令识别电路2907可包括语音识别电路 2907-2,语音识别电路2907-2内存储有语音数据库,语音接收设备等接收到外界的语音指令或时,与语音数据库中的指令进行对应关系,以对显示装置作出指令控制。同样的,遥控器等控制装置100与控制器连接,由按键指令识别电路2907-3与控制装置100进行指令交互。
本申请可以采用双电源控制结构或者多电源控制结构。下面,为了便于说明,结合图7对具有双电源的显示结构的电源进行实例性举例,结合图8对具有单电源的显示结构的电源进行实例性举例。
图7示出了本申请中一种电源架构的具体介绍,其中,显示装置具有双电源。参考图2和图7,第一显示屏幕201上的电源板4主要可以由主电源板41和副电源板42构成。主电源板41和副电源板42的架构基本相同,接下来主要以主电源板41为例进行详细介绍工作原理。
主电源板41可以包括依次连接的第一整流滤波电路、第一PFC电路和第一LLC电路。
其中,第一整流滤波电路可以具体包括:整流桥和滤波器,整流桥用于对输入的交流电进行整流,向功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)电路输入全波信号。在交流电源AC输入第一PFC电路之前,可以连接有电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)滤波器,对输入的交流电源进行高频滤波。
第一PFC电路一般包括PFC电感、开关功率器件和PFC控制芯片,主要对输入的交流电源(Alternating Current,AC)进行功率因数校正,向第一谐振变换器(LLC)电路输出稳定的直流母线电压(如380V)。第一PFC电路可以有效提高电源的功率因数,保证电压和电流同相位。
第一LLC电路可以采用双MOS管LLC谐振变换电路,还可以包括脉冲频率调整(Pulse frequency modulation,PFM)电路、电容以及电感等元器件。第一LLC电路具体可以对第一PFC电路输入的直流母线电压进行降压或升压,并输出恒定的电压给负载。这里,负载可以包括如图3所示的负载。通常,第一LLC电路能够输出多种不同的电压,以满足负载的需求。例如,第一LLC电路向主板31供电,第一LLC电路向第一背光组件21供电等。主板还要给交互板32、第一显示驱动板33、第二显示驱动板34、按键板35以及第二背光组件22进行供电(如12V或者18V等电压的供电),保证各个板子能够工作。
在一些实施例中,主电源板41还包括第一同步整流电路(图中未示出),可以包括变压器、控制器、两个MOS管以及二极管,该电路直接能够输出稳定的目标电压,例如12V或18V等。值得说明的,第一同步整流电路可以单独设置,也可以设置在第一LLC电路中。
主电源板41还包括继电器,用于控制向副电源板42供电。
副电源板42可以包括依次连接的第二整流滤波电路、第二PFC电路和第二LLC电路。其中,副电源板42的交流电来源于主电源板41,第二LLC电路可以实现第一背光组件21的供电等。其余的各个电路的介绍参考主电源板的介绍。在一些实施例中,副电源板42还包括第二同步整流电路,其中第二同步整流电路可参考第一同步整流电路的实现形式。
需要说明的是,图4中的箭头均用于表示电源板直接或间接向显示装置200中除了电源板之外的其他部件进行供电。另外,主电源板除了实现供电之外,还可以向第一显示驱动板33输出第一背光显示信号。副电源板除了向实现供电之外,可以向第一显示驱动板33输出第二背光显示信号。其中,第一背光显示信号用于指示打开第一显示屏幕中第一区域的背光。第二背光显示信号用于指示打开第一显示屏幕中第二区域的背光。第一区域和第二区域共同构成第一显示屏幕的显示区域。
图8示出了本申请中另一种电源架构的具体介绍,其中,显示装置具有单电源,如图8所示,本申请提供的显示装置可以通过其电源1接入市电交流电电网,由于电网中提供的电能通过交流电传输,而显示装置中的负载3需要使用直流电形式的电能进行驱动。
因此,显示装置除了通过电源1获取交流电,还需要通过供电电路2将交流电转换为直流电后,将直流电发送至显示装置内的负载3中,驱动负载3实现相关功能。所述将交流电转换为直流电的过程可以被称为“整流”,可以由供电电路2中的整流电路实现。示例性地,若电器是电视机,则电视机通过电源1接入电网并获取交流电,随后由供电电路2将获取的交流电转换为直流电后,直流电可以驱动电视机中的主机、显示屏幕或者声音再现装置(或者称扬声器、音箱)等作为负载3的设备工作,实现电视机的功能。
在一些实施例中,供电电路2中的整流电路包括:整流滤波电路21、交错PFC22和LLC同步整流电路23。对于LLC同步整流滤波电路23,图9为LLC 同步整流电路中主要元件的结构示意图,以说明整流电路的工作原理。其中,整流电路中的线圈21位于左侧的初级线圈用于接收经过整流滤波电路21和交错PFC22处理后的交流电,线圈21包括两个次级线圈,分别是次级线圈211和次级线圈212。为了实现对两个次级线圈对应的通路进行控制,次级线圈211通过MOSFET221连接负载3,次级线圈212通过MOSFET222连接负载3,由于初级线圈接收的交流电存在正半周期和负半周期,其电流方向相反,因此MOSFET221和MOSFET222分别在交流电对应的两个不同的半个周期内导通,使得导通的MOSFET对应的次级线圈将分别在不同半个周期内将交流电转换为直流电后输入负载3中,对于负载3在交流电对应的正负半周期内都可以持续接收到MOSFET221或者MOSFET222发送的方向相同的直流电,从而实现交流电到直流电的转换。
需要说明的是,如图8所示的整流电路以及如图9所示的LLC同步整流电路仅为示意图,其仅包括主要功能部件,本申请对于整流电路以及LLC同步整流电路的其他具体实现方式不做限定。
在一些实施例中,LLC同步整流电路中设置的控制器用于对如图9所示的整流电路中MOSFET的导通与关断进行控制,所述控制器可以是LLC同步整流电路中的同步整流(synchronous rectification,简称:SR)驱动芯片,具体地,图10为一种同步整流MOSFET的控制电路的结构示意图,其中,以图9中任一回路对应的次级线圈和MOSFET作为图10中的示例,则在图10中,次级线圈201与同步整流MOSFET202的源级(S)连接,同步整流MOSFET202的漏级(D)与负载3连接,次级线圈201、同步整流MOSFET202和负载3构成闭合回路,此时通过次级线圈201为负载供电的电流方向为图中的a-b-c-d。
同时,整流电路2中的SR驱动芯片203可以通过其CS引脚和GND引脚分别连接同步整流MOSFET202的源级和漏级,并通过其DRV引脚连接同步整流MOSFET202的栅极(G)。SR驱动芯片203具体用于获取同步整流MOSFET202的源级和漏级之间的电压值,并对所获取的电压值进行判断,当电压值大于一定预设阈值时,向同步整流MOSFET202的栅极发送控制MOSFET202的源级和漏级之间导通的控制信号;而当电压值小于该预设阈值时,向同步整流MOSFET202的栅极发送控制MOSFET202的源级和漏级之间关断的控制信号,实现对同步整流MOSFET的导通和关断的控制。
然而,在如图10所示的整流电路中,同步整流MOSFET多以芯片形式通过其引脚焊接在电路板之上,由于引脚本身也是导体,导致了同步整流MOSFET的引脚在经过电流时会产生寄生电感。例如,图11为包括引脚的同步整流MOSFET的结构示意图,其中,同步整流MOSFET除了因其自身所具有的内阻R1在电流通过时会产生压降,其源级和漏级的引脚上的寄生电感L1和L2在经过的电流发生变化时同样会产生压降,造成源级和漏级的引脚两侧的电压都不相同。此时,如果SR驱动芯片所检测的同步整流MOSFET源级和漏级之间的电压,并不能真实地反应实际流过同步整流MOSFET内部的电流所带来的压降,使得SR驱动芯片无法进一步根据所检测到电压完全准确地向同步整流MOSFET发送控制信号,进而影响同步整流MOSFET导通和关断的时机。
例如,图12为一种SR驱动芯片所发送的控制信号的示意图,其中,当电流流经同步整流MOSFET所产生的电压从峰值向下降低,流经同步整流MOSFET的引脚时也会由于引脚的寄生电感产生压降,导致同步整流MOSFET的引脚两侧的电压提前降低。则对于SR驱动芯片,SR驱动芯片会在t1时刻确定所检测的电压小于预设阈值时,向同步整流MOSFET发送低电平的控制信号,控制同步整流MOSFET2的源级和漏级之间关断。
此时,由于SR驱动芯片所检测的同步整流MOSFET两侧的电压比电流流经同步整流MOSFET实际所产生的电压低,流经同步整流MOSFET的电流所实际生成的电压在t2时刻才降低至预设阈值,然而t1时刻SR驱动芯片已经控制同步整流MOSFET关断。因此,由于SR驱动芯片在t2时刻之前过早地控制同步整流MOSFET关断,在t1和t2时刻之间,同步整流MOSFET在已经关断的情况下,由于其内部的寄生二极管的作用造成流经同步整流MOSFET的电流较大时,同步整流MOSFET整体发热的现象较为严重,增大了同步整流MOSFET的损耗。
此外,同步整流MOSFET在实际工程实现中可以以引脚较小的贴片式MOSFET制作,若整流电路中使用贴片式MOSFET,虽然减少了引脚的寄生电感,但是在电路板通2层或者更多层PCB板实现的设计中,贴片式MOSFET的散热措施不便于实施,为贴片式MOSFET专门进行散热设计又极大地增加了成本,因此,整流电路中同步整流MOSFET的引脚的寄生电感一般无法通过使用贴片式MOSFET进行消除。
因此,本申请提供一种同步整流MOSFET的补偿电路,通过同步整流电路中设置的电磁感应线圈,对同步整流MOSFET所产生的寄生信号进行补偿,进而使得处理器所检测的同步整流MOSFET两侧的电压能够更加真实地反应电流流经同步整流MOSFET实际所产生的电压。从而解决同步整流MOSFET的引脚上的寄生电感影响SR驱动芯片所检测的同步整流MOSFET两侧的电压,进而影响SR驱动芯片对同步整流MOSFET的导通与关断进行的控制的技术问题,并实现减少MOSFET发热现象并减少同步整流MOSFET的损耗的技术效果。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
本申请提供一种补偿电路,能够应用于如图7所示显示设备的供电电路2中,具体可用于补偿供电电路中如图8所示的整流电路中的LLC同步整流23中的同步整流MOSFET202所产生的寄生信号。其中,所述补偿电路包括:电磁感应线圈,所述电磁感应线圈设置在同步整流电路中由次级线圈、同步整流MOSFET和负载所构成的闭合回路之中。当该闭合回路中流过闭合电流时,电磁感应线圈可以在闭合电流的作用下,根据电磁感应定律在电磁感应线圈的两端形成感应电动势,该感应电动势可以以用于补偿同步整流MOSFET的引脚在流经电流时由于引脚的寄生电感所产生的压降。
本实施例中的补偿信号和寄生信号可以是电压信号,例如补偿信号可以是上述电磁感应线圈所产生的感应电动势,则寄生信号可以是上述同步整流MOSFET的引脚的寄生电感所产生的压降。或者,本实施例中的补偿信号和寄生信号还可以同为电流信号等,本申请以补偿信号和寄生信号为电压信号作为示例性描述,而非对其具体表示方式进行限定。
在本实施例中,电磁感应线圈所产生的补偿信号可以用于当处理器控制同步整流MOSFET时,抵消由同步整流MOSFET的引脚的电感所产生的寄生信号。例如,在如图10所示的控制电路中,由于同步整流MOSFET引脚本身也是导体,导致了同步整流MOSFET的引脚在经过电流时会产生寄生电感。寄生电感在经过的电流发生变化时同样会产生压降。此时,作为处理器的SR驱动芯片在检测的同步整流MOSFET源级和漏级之间的电压中包括寄生信号,SR驱动芯片可以通过寄生线圈所产生的补偿信号补偿所述寄生信号得到最终检测电 压,使得SR驱动芯片检测到的最终检测电压能够更加真实地反应电流流经同步整流MOSFET实际所产生的电压。
在一些实施例中,图13为本申请提供的补偿电路一实施例的结构示意图,如图13所示的补偿电路中,次级线圈201与同步整流MOSFET202的源级(S)连接,同步整流MOSFET202的漏级(D)与负载3连接。同步整流MOSFET202的工作状态包括导通状态和关断状态。当MOSFET202处于导通状态,源级和漏级之间导通,次级线圈201所感应的直流电通过同步整流MOSFET202流入负载3,此时通过次级线圈201为负载供电的电流方向为图中的a-b-c-d;而当MOSFET202处于关断状态时,源级和漏级之间断开,次级线圈201上也无感应的直流电。
其中,本实施例中的次级线圈201、同步整流MOSFET202和负载3构成闭合回路,电磁感应线圈204设置在上述闭合回路中,电磁感应线圈204的第一端A连接同步整流MOSFET的源级,第二端B连接处理器203的CS引脚。则当同步整流MOSFET202处于导通状态时,闭合回路中a-b-c-d方向的闭合电流使得电磁感应线圈204的第一端A和第二端B之间产生感应电动势作为补偿信号,用于补偿同步整流MOSFET202的引脚上寄生电感所生成的寄生信号。
在一些实施例中,对于如图13所示实施例中的电磁感应线圈204,其线圈的面积与同步整流MOSFET202中引脚的寄生电感的大小正相关,使得电磁感应线圈产生的补偿信号与寄生电感产生的寄生信号相关。例如,图14为次级线圈输出的电流波形图,即,图13中的次级线圈201向同步整流MOSFET202所输出的电流I的大小随着时间t呈现出“馒头波”的变化规律。则对于MOSFET202引脚上的寄生电感(L),在流经MOSFET202引脚的电流变化时,寄生电感会产生的电压ΔU=L*dI/dt(公式一)。
同时,变化的电流dI/dt会产生变化的磁场dB/dt,而变化的磁场在一个闭合的线圈中可以产生感应电动势。也就是说,MOSFET202引脚上的寄生电感在电流变化时所产生的电压可以“等效”于一个“虚拟的”电磁感应线圈在磁通量
Figure PCTCN2020076417-appb-000001
发生变化时所产生的感应电动势
Figure PCTCN2020076417-appb-000002
(公式二),其中,A为电磁感应系数,S为电磁感应线圈的面积,n为电磁感应线圈的匝数。联立上述公式一和公式二可以得到等式
Figure PCTCN2020076417-appb-000003
(公式三)。最终,由公式三可以得出,寄生电感L所产生的电压可以通过 n*A*di/dt*S来表示,若需要抵消上述机上电感所产生的电压,可以令公式三中的n*A*S=-L,此时就可以得到一个与Δu大小相等、方向相反的感应电动势。
因此,在如图13所示的实施例中,在已知同步整流MOSFET202的源级和漏级引脚会引入的寄生电感的总电感值L之后,可以通过公式三计算出需要设置的电磁感应线圈204的线圈面积S(假设线圈匝数n为一定值,或者,可以通过公式三同时计算出线圈面积S和线圈匝数n),以通过电磁感应线圈204在电流变化时产生的磁通量的变化,在寄生电感L所产生的寄生信号的基础上,由电磁感应线圈产生一个相当于由“-L”大小的电感产生的补偿信号,二者大小相等、方向相反的,使得补偿信号能够对寄生信号进行补偿。
示例性地,在如图13所示的电路中,电流流经同步整流MOSFET202时,由内阻带来的压降为1V,引脚上的机上电感L可以产生2mV的感应电动势,则设置的电磁感应线圈的面积S应能够产生-2mV的感应电动势。
其中,在一些具体实现中,为了避免电磁感应线圈所产生的补偿信号过大导致整体电路异常,还可以通过公式n*A*S<=-L确定线圈面积S,从而对电磁感应线圈所产生的补偿信号的大小进行限制。
在一些实施例中,在如图13所示的实施例中所设置的电磁感应线圈204能够提供补偿信号的基础上,使得SR驱动芯片203能够在控制同步整流MOSFET202时,使用电磁感应线圈204提供补偿信号对同步整流MOSFET的寄生信号进行补偿。
此时,处理器203除了通过其CS引脚连接电磁感应线圈204的第二端B,还通过其GND引脚连接同步整流MOSFET的漏级,因此处理器203可以检测电磁感应线圈204的第二端B和同步整流MOSFET的漏级之间的电压,并根据所检测的电压生成控制信号,将控制信号通过DRV引脚发送至同步整流MOSFET的栅极(G),所述控制信号用于对同步整流MOSFET的工作状态进行控制。而由于电磁感应线圈能够通过电磁感应的方式,提供一个电感值相当于“-L”的虚拟的电感,电磁感应线圈能够产生的感应电动势记为“-△U”,同时,同步整流MOSFET的引脚所具有的寄生电感L能够产生的感应电动势记为“△U”。
使得SR驱动芯片在检测电磁感应线圈204的第二端B和同步整流MOSFET的漏级之间的电压时,“-△U”和“△U”大小相同、方向相反,能够 进行抵消,进而使得SR驱动芯片所检测得到的电压,更能够真实地反应实际流过同步整流MOSFET内部的电流所带来的压降,并进一步根据所检测到电压,准确地向同步整流MOSFET发送控制信号。
例如,在图15为本申请SR驱动芯片所发送的控制信号的示意图,其中,当电流流经同步整流MOSFET所产生的电压从峰值向下降低,即使流经同步整流MOSFET的引脚时也会由于引脚的寄生电感产生压降,导致同步整流MOSFET的引脚两侧的电压提前降低。对于SR驱动芯片,由于检测的是电磁感应线圈的第二端和同步整流MOSFET的漏级之间的电压,使得SR驱动芯片检测得到的电压能够更为准确地确定实际电流流经同步整流MOSFET所产生的电压,并在在t1时刻确定所检测的电压小于预设阈值时,向同步整流MOSFET发送低电平的控制信号,控制同步整流MOSFET2的源级和漏级之间关断。此时,由于SR驱动芯片检测开关管两侧的电压更加贴近于实际的同步整流MOSFET的电压,使得SR驱动芯片能够根据较为准确的电压发出如图15所示的驱动波形。
而图15中的驱动波形与图12中的驱动波形相比,t1时刻更加靠近t2,在“-△U”和“△U”等一些理想情况下,t1也可以更加趋近于t2甚至与t2相等,从而减少了在t1和t2时刻之间同步整流MOSFET在已经关断的情况下其内部的寄生二极管所导致的发热的持续时间,进而减小了同步整流MOSFET的损耗。
在一些实施例中,在上述如图13所示的实施例中,以电磁感应线圈204连接同步整流MOSFET202的源级为例,对于SR驱动芯片所检测的相当于串联的电磁感应线圈204和同步整流MOSFET202两侧的电压。因此,电磁感应线圈204除了如图13所示的实施例中可以连接同步整流MOSFET202的源级,在另一种实现方式中,电磁感应线圈204还可以连接同步整流MOSFET202的漏级。
例如,图16为本申请提供的同步整流MOSFET的补偿电路另一实施例的结构示意图,在如图16所示的补偿电路中,次级线圈201与同步整流MOSFET202的源级(S)连接,同步整流MOSFET202的漏级(D)与负载3连接。次级线圈201、同步整流MOSFET202和负载3构成闭合回路,电磁感应线圈204设置在上述闭合回路中,电磁感应线圈204的第一端A连接同步整流MOSFET的漏级,第二端B连接处理器203的GND引脚。则当同步整流 MOSFET202处于导通状态时,闭合回路中a-b-c-d方向的闭合电流使得电磁感应线圈204的第一端A和第二端B之间产生感应电动势作为补偿信号,用于补偿同步整流MOSFET202的引脚上寄生电感所生成的寄生信号。如图16所示实施例中所产生的补偿信号,以及补偿信号对寄生信号进行补偿的原理与图13所示相同,不再赘述。
在一些实施例中,在上述如图13和图16所示的实施例中,以整流电路中一个次级线圈所连接的补偿电路为例进行说明,在实际实现过程中,例如如图9所示的整流电路中初级线圈通常可以连接两个次级线圈,此时,每个次级线圈对应的闭合回路之内可以各设置一个电磁感应线圈。例如,图17为本申请提供的同步整流MOSFET的补偿电路另一实施例的结构示意图,在图17所示的电路中,整流电路中的初级线圈连接两个次级线圈:次级线圈201和次级线圈201a,并且次级线圈201、同步整流MOSFET202和负载能够构成闭合回路,在该闭合回路中设置一个电磁感应线圈204;次级线圈201a、同步整流MOSFET202a和负载也能够构成闭合回路,在该闭合回路中设置一个电磁感应线圈204a。
当输入初级线圈的交流电分别对应正半周期和负半周期时,两个闭合回路在不同半个周期内将交流电转换为直流电,并且两个闭合回路中的每个电磁感应线圈分别在回路中流经闭合电流时生成补偿信号,以补充该闭合回路对应的SR驱动芯片在检测同步整流MOSFET两侧电压时,同步整流MOSFET引脚寄生电感所产生的寄生信号。
为了在如图17所示的电路结构中实现补偿电路的结构,在一种具体实现中,可以将同步整流MOSFETM3与SR驱动芯片之间连接的导线作为线圈,按照中心面积S绕设n周后,得到匝数为n、面积为S的电磁感应线圈,同样地,也可以将将同步整流MOSFETM3与SR驱动芯片之间连接的导线作为线圈,按照中心面积S绕设n周后,得到匝数为n、面积为S的电磁感应线圈。对于绕设的中心面积S以及绕设周数n的选择可参照前述实施例中的公式三,此处不再赘述。最终,将图17所示的电路中两个SR驱动芯片的CS引脚所连接的导线进行绕设处理后,所得到的整流电路可以设置在单面PCB板上,因此,本实施例提供的补偿电路还具有结构简单、面积较小而便于工程实现的特点。
在一些实施例中,LLC同步整流电路中设置的控制器用于对如图9所示的整流电路中MOSFET的导通与关断进行控制,所述控制器可以是LLC同步整 流电路中的同步整流(synchronous rectification,简称:SR)驱动芯片,例如,图18为一种同步整流MOSFET的控制电路的结构示意图。
其中,以图9中任一回路对应的次级线圈和MOSFET作为图18中的示例,则在图18中,次级线圈401与同步整流MOSFET402的源级(S)连接,同步整流MOSFET402的漏级(D)与负载5连接,同时,整流电路4中的SR驱动芯片403可以通过其CS引脚和GND引脚分别连接同步整流MOSFET402的源级和漏级,并通过其DRV引脚连接同步整流MOSFET402的栅极(G)。则SR驱动芯片403具体用于获取同步整流MOSFET402的源级和漏级之间的电压值,并对所获取的电压值进行判断,当电压值大于一定预设阈值时,向同步整流MOSFET402的栅极发送控制MOSFET402的源级和漏级之间导通的控制信号;而当电压值小于该预设阈值时,向同步整流MOSFET402的栅极发送控制MOSFET402的源级和漏级之间关断的控制信号,实现对同步整流MOSFET的导通和关断的控制。
然而,在如图18所示的整流电路中,同步整流MOSFET多以芯片形式通过其引脚焊接在电路板之上,由于引脚本身也是导体,导致了同步整流MOSFET的引脚在经过电流时会产生寄生电感。
例如,图19为包括引脚的同步整流MOSFET的结构示意图,其中,同步整流MOSFET除了因其自身所具有的内阻R1在电流通过时会产生压降,其源级和漏级的引脚上的寄生电感L1和L2在经过的电流发生变化时同样会产生压降,造成源级和漏级的引脚两侧的电压都不相同。此时,如果SR驱动芯片所检测的同步整流MOSFET源级和漏级之间的电压,并不能真实地反应实际流过同步整流MOSFET内部的电流所带来的压降,使得SR驱动芯片无法进一步根据所检测到电压,完全准确地向同步整流MOSFET发送控制信号,进而影响同步整流MOSFET导通和关断的时机。
例如,图20为一种SR驱动芯片所发送的控制信号的示意图,其中,当电流流经同步整流MOSFET所产生的电压从峰值向下降低,流经同步整流MOSFET的引脚时也会由于引脚的寄生电感产生压降,导致同步整流MOSFET的引脚两侧的电压提前降低。则对于SR驱动芯片,SR驱动芯片会在t1时刻确定所检测的电压小于预设阈值时,向同步整流MOSFET发送低电平的控制信号,控制同步整流MOSFET2的源级和漏级之间关断。此时,由于SR驱动芯片所 检测的同步整流MOSFET两侧的电压比电流流经同步整流MOSFET实际所产生的电压低,流经同步整流MOSFET的电流所实际生成的电压在t2时刻才降低至预设阈值,然而t1时刻SR驱动芯片已经控制同步整流MOSFET关断。因此,由于SR驱动芯片在t2时刻之前过早地控制同步整流MOSFET关断,在t1和t2时刻之间,同步整流MOSFET在已经关断的情况下,由于其内部的寄生二极管的作用造成流经同步整流MOSFET的电流较大时,同步整流MOSFET整体发热的现象较为严重,增大了同步整流MOSFET的损耗。
此外,同步整流MOSFET在实际工程实现中可以以引脚较小的贴片式MOSFET制作,若整流电路中使用贴片式MOSFET,虽然减少了引脚的寄生电感,但是在电路板通2层或者更多层PCB板实现的设计中,贴片式MOSFET的散热措施不便于实施,为贴片式MOSFET专门进行散热设计又极大地增加了成本,因此,整流电路中同步整流MOSFET的引脚的寄生电感一般无法通过使用贴片式MOSFET进行消除。
因此,本申请提供一种显示装置及控制电路,以解决显示装置的同步整流MOSFET的引脚上的寄生电感影响SR驱动芯片所检测的同步整流MOSFET两侧的电压,进而影响SR驱动芯片对同步整流MOSFET的导通与关断进行的控制的技术问题,并实现减少显示装置的整流电路中MOSFET发热现象,以及减少同步整流MOSFET的损耗的技术效果。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图21为本申请提供的控制电路一实施例的结构示意图,如图21所示,本申请提供的控制电路可以是显示装置中的控制电路,用于控制所述显示装置的整流电路中的同步整流MOSFET,其中,整流电路4包括:次级线圈401和同步整流MOSFET402,所述次级线圈401可以是如图9所示的同步整流电路中的次级线圈211或者次级线圈212,所述同步整流MOSFET402可以是图9中次级线圈211连接的MOSFET221或者次级线圈212连接的MOSFET222。
如图21所示的同步整流MOSFET402的源级(S)与次级线圈401连接,同步整流MOSFET402的漏级(D)与负载5连接,同步整流MOSFET402的工作状态包括导通状态和关断状态。当MOSFET402处于导通状态,源级和漏 级之间导通,次级线圈401所感应的直流电通过同步整流MOSFET402流入负载5;而当MOSFET402处于关断状态时,源级和漏级之间断开,次级线圈401上也无感应的直流电。
本实施例提供的用于控制上述同步整流MOSFET402的控制电路包括:开关管404和控制器403。其中,开关管404与同步整流MOSFET402并联连接,开关管404的第一端a连接次级线圈401,开关管404的第二端b连接负载5。在一些实施例中,所述开关管404可以是MOSFET,则第一端a为MOSFET的源级,第二端b为MOSFET的漏级,第三段c为MOSFET的栅极。
其中,本实施例提供的开关管404的引脚的寄生电感小于同步整流MOSFET402的引脚的寄生电感。示例性地,记同步整流MOSFET402源级引脚的寄生电感为L1,漏级引脚的寄生电感为L2,记开关管第一端a的引脚的寄生电感为L1’,第二端b的引脚的寄生电感为L2’,则有L1+L2>L1’+L2’。
在一些实施例中,开关管404的引脚长度小于同步整流MOSFET402的引脚的长度,使得开关管404较短的引脚的寄生电感小于同步整流MOSFET402较长的引脚的寄生电感。或者,在其他可能的实现中,开关管404的引脚的寄生电感尽量小或者近似等于0,例如可以通过将开关管404的引脚的寄生电感小于预设阈值的方式对寄生电感进行量化限定,该预设阈值可以是一个趋近于0的常数。为了实现引脚的电感尽量小的设计,开关管404可以不设置引脚,以采用无引脚的方式进行封装;或者,开关管404所设置的引脚小于预设长度,使得该小于预设长度的引脚所产生的寄生电感值小于上述预设阈值。
在一些实施例中,本实施例中的开关管404的内阻R2还大于同步整流MOSFET的内阻R1。其中,由于本实施例中所设置的开关管404与同步整流MOSFET402并联连接,此时并联支路中的内阻越大、流经的电流就越小,因此可以将开关管404的内阻R2设置相对较大,至少大于内阻R1,使得流经开关管404的电流较小、热损耗较小,尽可能减少并联的开关管404对原有的同步整流MOSFET402正常工作的影响。
同时,本实施例中提供的控制器403用于通过开关管404两侧的电压控制开关管404和同步整流MOSFET402的导通和关断。其中,所述控制器可以是SR驱动芯片。例如,在如图21所示的示例中,SR驱动芯片403可以通过其CS引脚连接开关管404的第一端a,通过其GND引脚连接开关管404的第二 端b,并且,通过其DRV引脚同时连接开关管404的第三段c和同步整流MOSFET的栅极(G)。
更为具体地,对于SR驱动芯片403,为了实现对同步整流MOSFET402的控制,在本实施例中需要检测开关管404第一端a和第二端b之间的电压值,并根据所检测的电压值生成控制信号后,同时向开关管404的第三端c和同步整流MOSFET402的栅极发送控制信号,使得开关管404和同步整流MOSFET402根据控制信号同时导通或者同时关闭。
综上,本实施例提供的显示装置中,通过在控制电路中加入与整流电路的同步整流MOSFET并联连接的开关管,由于开关管的引脚寄生电感较小,开关管两侧的电压能够更为准确地反应实际流经同步整流MOSFET的电流所产生的电压,因此,控制器能够通过检测开关管两侧的电压确定流经同步整流MOSFET的电流所产生的电压,从而能够抵消直接检测同步整流MOSFET两侧的电压时,同步整流MOSFET的引脚上的寄生电感对MOSFET两侧的电压产生的影响。
例如,在图22为本申请SR驱动芯片所发送的控制信号的示意图,其中,当电流流经同步整流MOSFET所产生的电压从峰值向下降低,即使流经同步整流MOSFET的引脚时也会由于引脚的寄生电感产生压降,导致同步整流MOSFET的引脚两侧的电压提前降低,对于SR驱动芯片,还是会通过检测开关管两侧的电压更为准确地确定实际电流流经同步整流MOSFET所产生的电压,并在在t1时刻确定所检测的电压小于预设阈值时,向同步整流MOSFET发送低电平的控制信号,控制同步整流MOSFET2的源级和漏级之间关断。此时,由于开关管的引脚的寄生电感较小,SR驱动芯片检测开关管两侧的电压更加贴近与实际的同步整流MOSFET的电压,使得SR驱动芯片能够根据较为准确的电压发出如图22所示的驱动波形。
而图22中的驱动波形与图20中的驱动波形相比,t1时刻更加靠近t2,在开关管引脚寄生电感为0等一些理想情况下,t1也可以更加趋近于t2甚至与t2相等,从而减少了在t1和t2时刻之间同步整流MOSFET在已经关断的情况下其内部的寄生二极管所导致的发热的持续时间,进而减小了同步整流MOSFET的损耗。
其中,图23为本申请提供的控制电路另一实施例的结构示意图,其中,如图23所示的控制电路在上述各实施例基础上,还包括,第一电感L3和第二电 感L4,其中,开关管404的第一端a通过第一电感L3连接次级线圈401,开关管404的第二端b通过第二电感L4连接负载5。
具体地,在如图23所示的实施例中,若假设同步整流MOSFET402和开关管404的引脚的寄生电感都为0,同步整流MOSFET402的内阻为R1,开关管404的内阻为R2,则流经R1和R2的电流I1和I2存在如下关系,I1*R1=I2*R2,此时的损耗功率之比为P1/P2=I1^2*R1/I2^2*R2=R2/R1,因此在理想情况下可以根据损耗功率之比对开关管的内阻R2进行选择。
但是由于同步整流MOSFET402的引脚的寄生电感L1和L2一直存在,一旦流经L1和L2的电流发生变化,寄生电感L1和寄生电感L2所产生的电压会使得此时流过R2的电流I2不会完全按照上述公式I1*R1=I2*R2进行变化,而是提前一段时间而先于I1变为0,降低了SR驱动芯片所检测的开关管404两侧的电压的准确度。因此,在图23所示的实施例中,在开关管404两侧引入第一电感L3和第二电感L4,并且电感值L3+L4之和大于L1+L2之和,从而对流经R2的电流I2进行平衡,通过类似于“平衡电桥”的方式,防止流过R2的电流I2不会完全按照上述公式I1*R1=I2*R2进行变化。
在一些实施例中,在上述实施例中,当开关管是贴片式MOS时,可以通过将开关管404第一端a的导线延伸,通过导线提供上述第一电感L3,或者可以通过将开关管404的第二端b的导线延伸,通过导线提供上述第二电感L3。或者,在一些实施例中,第一电感L3和第二电感L4还可以是绕线电感。
此外,本申请还提供一种同步整流MOSFET的控制方法,可以由如图21所示的SR驱动芯片执行,例如,图24为本申请提供的一种同步整流MOSFET控制方法的流程示意图,该方法包括:
S101:获取开关管的第一端和第二端之间的电压;其中,开关管与同步整流电路中的同步整流MOSFET并联连接,同步整流MOSFET的源级连接次级线圈,同步整流MOSFET的漏级连接负载开关管的第一端连接次级线圈、第二端连接负载,开关管的引脚的寄生电感小于同步整流MOSFET的引脚的寄生电感。
S102:根据电压生成控制信号,控制信号用于控制同步整流MOSFET和开关管。
S103向同步整流MOSFET和开关管发送控制信号。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (24)

  1. 一种显示装置,其特征在于,包括:
    显示屏幕,被配置为显示图像画面;
    声音再现装置,被配置为播放声音;
    供电电路,被配置为向所述显示装置的负载提供电能;
    所述供电电路包括:整流电路和补偿电路;
    其中,所述整流电路被配置为将交流电转换为直流电;
    所述补偿电路用于补偿所述整流电路中的同步整流MOSFET的寄生信号。
  2. 根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,
    所述整流电路包括:次级线圈、所述同步整流MOSFET和负载构成的闭合回路;
    所述补偿电路包括:电磁感应线圈,设置在所述整流电路的闭合回路中;所述电磁感应线圈被配置为,在所述闭合回路中的闭合电流的作用下生成补偿信号,所述补偿信号用于补偿所述整流电路中的同步整流MOSFET的寄生信号。
  3. 根据权利要求2所述的显示装置,其特征在于,还包括:
    控制器,被配置为控制所述同步整流MOSFET;
    所述同步整流MOSFET的源级连接所述次级线圈和所述电磁感应线圈的第一端,所述同步整流MOSFET的漏级分别连接所述负载和所述控制器;所述电磁感应线圈的第二端连接所述控制器;
    所述电磁感应线圈具体被配置为在所述闭合回路中的闭合电流的作用下,生成所述第一端和所述第二端之间的补偿信号;
    所述控制器被配置为,根据所述电磁感应线圈的第二端和所述同步整流MOSFET的漏级之间的电压生成控制信号,所述控制信号用于控制所述同步整流MOSFET。
  4. 根据权利要求2所述的显示装置,其特征在于,还包括:
    控制器,被配置为控制所述同步整流MOSFET;
    所述同步整流MOSFET的源级连接所述次级线圈和所述电磁感应线圈的第一端,所述同步整流MOSFET的漏级连接所述负载和所述控制器;所述电磁感应线圈的第二端连接所述控制器;
    所述电磁感应线圈具体被配置为在所述闭合回路中的闭合电流的作用下, 生成所述第一端和所述第二端之间的补偿信号;
    所述控制器被配置为,根据所述电磁感应线圈的第二端和所述同步整流MOSFET的源级之间的电压生成控制信号,所述控制信号用于控制所述同步整流MOSFET。
  5. 根据权利要求3所述的显示装置,其特征在于,
    所述控制器包括:SR驱动芯片;
    所述SR驱动芯片的CS管脚连接所述电磁感应线圈第二端;
    所述SR驱动芯片的GND管脚连接所述同步整流MOSFET的漏级;
    所述SR驱动芯片的DRV管脚连接所述同步整流MOSFET的栅极;
  6. 根据权利要求4所述的显示装置,其特征在于,
    所述控制器包括:SR驱动芯片;
    所述SR驱动芯片的CS管脚连接所述同步整流MOSFET的源级;
    所述SR驱动芯片的GND管脚连接所述电磁感应线圈第二端;
    所述SR驱动芯片的DRV管脚连接所述同步整流MOSFET的栅极;
  7. 根据权利要求5或6所述的显示装置,其特征在于,
    当所述控制信号是所述SR驱动芯片发送至所述同步整流MOSFTE的栅极的低电平信号,所述低电平信号用于控制所述同步整流MOSFET的源级和漏级之间关断;
    当所述控制信号是所述SR驱动芯片发送至所述同步整流MOSFTE的栅极的高电平信号,所述高电平信号用于控制所述同步整流MOSFET的源级和漏级之间导通。
  8. 根据权利要求5或6所述的显示装置,其特征在于,
    所述电磁感应线圈包括至少一圈闭合的导线。
  9. 根据权利要求8所述的显示装置,其特征在于,
    所述整流电路和所述补偿电路设置在单面PCB板上;
    所述电磁感应线圈为所述控制器的引脚与所述同步整流MOSFET的引脚之间所连接的导线。
  10. 根据权利要求1-6任一项所述的显示装置,其特征在于,
    所述寄生信号由所述同步整流MOSFET的引脚的寄生电感生成。
  11. 根据权利要求10所述的显示装置,其特征在于,
    所述寄生信号和所述补偿信号为电压信号。
  12. 一种补偿电路,用于补偿整流电路中的同步整流MOSFET的寄生信号;所述整流电路包括:次级线圈、所述同步整流MOSFET和负载构成的闭合回路;
    其特征在于,所述补偿电路包括:
    电磁感应线圈,设置在所述闭合回路中,用于在所述闭合回路中的闭合电流的作用下,生成补偿信号。
  13. 一种显示装置,其特征在于,包括:
    第一显示屏幕,用于显示第一图像画面;
    第二显示屏幕,用于显示第二图像画面;
    声音再现装置,被配置为播放声音;
    供电电路,被配置为向所述显示装置的负载提供电能;
    所述供电电路包括:整流电路和补偿电路;
    其中,所述整流电路被配置为将交流电转换为直流电;所述整流电路包括:次级线圈、所述同步整流MOSFET和负载构成的闭合回路;
    所述补偿电路包括:电磁感应线圈,设置在所述整流电路的闭合回路中;所述电磁感应线圈被配置为,在所述闭合回路中的闭合电流的作用下生成补偿信号,所述补偿信号用于补偿所述整流电路中的同步整流MOSFET的寄生信号。
  14. 一种显示装置,其特征在于,包括:
    显示屏幕,被配置为显示图像画面;
    声音再现装置,被配置为播放声音;
    供电电路,被配置为向所述显示装置的负载提供电能;
    所述供电电路包括:整流电路和控制电路;
    其中,所述整流电路被配置为将交流电转换为直流电;
    所述控制电路包括:开关管和控制器;
    所述开关管与所述整流电路中的同步整流MOSFET并联连接;
    所述控制器用于根据所述开关管两侧的电压,控制所述整流电路中的同步整流MOSFET。
  15. 根据权利要求14所述的显示装置,其特征在于,
    所述开关管的引脚的寄生电感小于所述同步整流MOSFET的引脚的寄生电感。
  16. 根据权利要求15所述的显示装置,其特征在于,
    所述整流电路包括:次级线圈和所述同步整流MOSFET,所述同步整流MOSFET的源级连接次级线圈,所述同步整流MOSFET的漏级连接负载;
    所述开关管的第一端连接所述次级线圈、第二端连接所述负载,第三端连接所述控制器;
    所述控制器连接所述同步整流MOSFET的栅极、所述开关管的第一端、第二端和第三端;
    所述控制器用于通过所述开关管的第一端和第二端之间的电压生成控制信号,并向所述同步整流MOSFET和所述开关管发送所述控制信号;所述控制信号用于控制所述同步整流MOSFET和所述开关管。
  17. 根据权利要求16所述的显示装置,其特征在于,
    所述控制信号具体用于,控制所述同步整流MOSFET和所述开关管同时导通或者同时关断。
  18. 根据权利要求17所述的显示装置,其特征在于,
    所述开关管为MOSFET;其中,所述开关管的第一端为所述MOSFET的源级,所述开关管的第二端为所述MOSFET的漏级,所述开关管的第三端为所述MOSFET的栅极。
  19. 根据权利要求18所述的显示装置,其特征在于,
    所述控制器包括同步整流SR驱动芯片。
    所述SR驱动芯片的CS管脚连接所述开关管的第一端;
    所述SR驱动芯片的GND管脚连接所述开关管的第二端;
    所述SR驱动芯片的DRV管脚连接所述同步整流MOSFET的栅极和所述开关管的栅极。
  20. 根据权利要求19所述的显示装置,其特征在于,
    当所述控制信号是低电平信号,所述低电平信号用于控制所述同步整流MOSFET和所述开关管关断;
    当所述控制信号是高电平信号,所述高电平信号用于控制所述同步整流MOSFET的和所述开关管导通。
  21. 根据权利要求14所述的控制电路,其特征在于,
    所述开关管的内阻大于所述同步整流MOSFET的内阻。
  22. 一种控制电路,用于控制整流电路中的同步整流MOSTET,所述整流电路包括:同步整流MOSFET;
    其特征在于,所述控制电路包括:开关管和控制器;
    所述开关管与所述整流电路中的同步整流MOSFET并联连接;
    所述控制器用于根据所述开关管两侧的电压,控制所述整流电路中的同步整流MOSFET。
  23. 一种显示装置,其特征在于,包括:
    第一显示屏幕,用于显示第一图像画面;
    第二显示屏幕,用于显示第二图像画面;
    声音再现装置,被配置为播放声音;
    供电电路,被配置为向所述显示装置的负载提供电能;
    所述供电电路包括:整流电路和补偿电路;
    所述供电电路包括:整流电路和控制电路;
    其中,所述整流电路被配置为将交流电转换为直流电;
    所述控制电路包括:开关管和控制器;
    所述开关管与所述整流电路中的同步整流MOSFET并联连接;
    所述控制器用于根据所述开关管两侧的电压,控制所述整流电路中的同步整流MOSFET。
  24. 一种同步整流MOSFET的控制方法,其特征在于,
    获取开关管的第一端和第二端之间的电压;其中,开关管与同步整流电路中的同步整流MOSFET并联连接,同步整流MOSFET的源级连接次级线圈,同步整流MOSFET的漏级连接负载开关管的第一端连接次级线圈、第二端连接负载,开关管的引脚的寄生电感小于同步整流MOSFET的引脚的寄生电感。
    根据电压生成控制信号,控制信号用于控制同步整流MOSFET和开关管。
    向同步整流MOSFET和开关管发送控制信号。
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