开关电源电路及电视机的制作方法

1.本实用新型实施例涉及电源技术领域，尤其涉及一种开关电源电路及电视机。


背景技术：

2.目前，电视机中通常内置开关电源电路，用于向背板led灯串和电视机主板等用电装置供电。其中，背板led灯串的亮度，即电视机背光亮度的稳定性影响着显示画面的质量。现有的开关电源电路的输出会受到运行负载变化的影响而产生抖动，从而造成显示画面闪烁；尤其是在电视机低亮度显示的情况下，更难保证开关电源电路的恒流输出，显示画面闪烁问题更为严重。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供了一种开关电源电路及电视机，以实现开关电源电路的恒流输出，减少显示画面闪烁，提高显示效果。
4.第一方面，本实用新型实施例提供了一种开关电源电路，包括：
5.电源模块，包括控制端、输入端、第一输出端和第二输出端；所述电源模块的输入端接入供电电源信号，所述电源模块的第一输出端与背光led灯串的第一端电连接；
6.稳压模块，包括输入端和输出端；所述稳压模块的输入端与所述电源模块的第二输出端电连接；
7.反馈模块，包括电源端、采样端、第一输入端、第二输入端和输出端；所述反馈模块的电源端与所述稳压模块的输出端电连接，所述反馈模块的采样端与所述背光led灯串的第二端电连接，所述反馈模块的第一输入端接入第一地信号，所述反馈模块的第二输入端接入参考信号；所述反馈模块用于采集所述开关电源电路的输出电流，并根据所述输出电流和所述参考信号生成反馈信号；
8.控制模块，包括反馈端和输出端；所述控制模块的反馈端与所述反馈模块的输出端电连接，所述控制模块的输出端与所述电源模块的控制端电连接；所述控制模块用于根据所述反馈信号调节所述开关电源电路的输出电流，使所述开关电源电路恒流输出。
9.可选地，所述稳压模块包括：第一电阻、第一晶体管和稳压二极管；
10.所述第一电阻的第一端与所述第一晶体管的第二极电连接，并作为所述稳压模块的输入端；所述第一电阻的第二端分别与所述第一晶体管的控制极和所述稳压二极管的第二极电连接；所述稳压二极管的第一极接入所述第一地信号；所述第一晶体管的第一极作为所述稳压模块的输出端。
11.可选地，所述稳压模块包括：低压差线性稳压器；所述低压差线性稳压器的输入端作为所述稳压模块的输入端，所述低压差线性稳压器的输出端作为所述稳压模块的输出端。
12.可选地，所述反馈模块包括：
13.采样单元；所述采样单元的第一端与所述背光led灯串的第二端电连接，所述采样
单元的第二端接入所述第一地信号；所述采样单元用于采集所述开关电源电路的输出电流，并根据所述输出电流生成采样信号；
14.比较单元；所述比较单元的电源端与所述稳压模块的输出端电连接，所述比较单元的第一输入端接入所述参考信号，所述比较单元的第二输入端与所述采样单元的第一端电连接；所述比较单元用于根据所述采样信号和所述参考信号生成比较信号；
15.输出单元；所述输出单元的电源端与所述稳压模块的输出端电连接，所述输出单元的输入端与所述比较单元的输出端电连接，所述输出单元的输出端与所述控制模块的反馈端电连接；所述输出单元用于根据所述比较信号生成所述反馈信号。
16.可选地，所述采样单元包括：第二电阻；所述第二电阻的第一端作为所述采样单元的第一端，所述第二电阻的第二端作为所述采样单元的第二端；
17.所述比较单元包括：运算放大器、第三电阻和第一电容；所述运算放大器的第一电源端作为所述比较单元的电源端，所述运算放大器的第二电源端接入所述第一地信号，所述运算放大器的第一输入端作为所述比较单元的第一输入端，所述运算放大器的第二输入端作为所述比较单元的第二输入端，所述运算放大器的输出端作为所述比较单元的输出端；所述第三电阻和所述第一电容串联连接于所述运算放大器的第二输入端和所述运算放大器的输出端之间；
18.所述输出单元包括：光电耦合器、第四电阻和第五电阻；所述第四电阻的第一端作为所述输出单元的电源端；所述第四电阻的第二端分别与所述光电耦合器的第一端和所述第五电阻的第一端电连接；所述第五电阻的第二端与所述光电耦合器的第二端电连接，并作为所述输出单元的输入端；所述光电耦合器的第三端作为所述输出单元的输出端，所述光电耦合器的第四端接入第二地信号。
19.可选地，所述电源模块包括：变压器、第一整流输出单元和第二整流输出单元；
20.所述变压器包括初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组；所述初级绕组的第一端作为所述电源模块的输入端，所述初级绕组的第二端作为所述电源模块的控制端；所述第一次级绕组的第二端与所述第二次级绕组的第二端均接入所述第一地信号；
21.所述第一整流输出单元的第一端与所述第一次级绕组的第一端电连接，所述第一整流输出单元的第二端接入所述第一地信号，所述第一整流输出单元的输出端作为所述电源模块的第一输出端；
22.所述第二整流输出单元的第一端与所述第二次级绕组的第一端电连接，所述第二整流输出单元的第二端接入所述第一地信号，所述第二整流输出单元的输出端作为所述电源模块的第二输出端。
23.可选地，所述电源模块还包括：吸收单元；所述吸收单元的第一端与所述初级绕组的第一端电连接，所述吸收单元的第二端与所述初级绕组的第二端电连接。
24.可选地，所述控制模块还包括：供电端；所述电源模块还包括：第三整流输出单元；所述变压器还包括：第三次级绕组；
25.所述第三次级绕组的第一端与所述第三整流输出单元的第一端电连接，所述第三次级绕组的第二端与所述第三整流输出单元的第二端均接入第二地信号；所述第三整流输出单元的输出端与所述控制模块的供电端电连接。
26.可选地，所述控制模块包括：
27.控制单元；所述控制单元的输入端作为所述控制模块的反馈端；
28.开关单元；所述开关单元的控制端与所述控制单元的输出端电连接，所述开关单元的输出端作为所述控制模块的输出端。
29.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电视机，包括背光led灯串和如本实用新型任意实施例所提供的开关电源电路。
30.本实用新型实施例提供的开关电源电路中，通过在电源模块的第二输出端和反馈模块的供电端之间增设稳压模块，来保证对反馈模块的稳定供电，从而保证反馈模块正常工作，保证反馈模块输出的反馈信号的正确性，进而保证控制模块对电源模块工作状态调节的准确性，实现开关电源电路的恒流输出。因此，与现有技术相比，本实用新型实施例可以实现开关电源电路的恒流输出，减少显示画面闪烁，提高显示效果。
附图说明
31.图1是本实用新型实施例提供的一种开关电源电路的结构示意图；
32.图2是本实用新型实施例提供的另一种开关电源电路的结构示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
34.本实用新型实施例提供了一种开关电源电路，适用于彩屏等类型的电视机，可以实现恒流输出，向背板led灯串稳定供电，减少显示闪屏现象。图1是本实用新型实施例提供的一种开关电源电路的结构示意图。参见图1，该开关电源电路包括：电源模块110、稳压模块120、反馈模块130和控制模块140。
35.其中，电源模块110包括控制端12、输入端11、第一输出端13和第二输出端14。电源模块110的输入端接入供电电源信号vb，电源模块110的第一输出端13与背光led灯串20的第一端电连接。稳压模块120包括输入端21 和输出端22；稳压模块120的输入端21与电源模块110的第二输出端14电连接。反馈模块130包括电源端32、采样端31、第一输入端33、第二输入端34 和输出端35；反馈模块130的电源端32与稳压模块120的输出端22电连接，反馈模块130的采样端31与背光led灯串20的第二端电连接，反馈模块130 的第一输入端33接入第一地信号gnd1，反馈模块130的第二输入端34接入参考信号vref；反馈模块130用于采集开关电源电路的输出电流，并根据输出电流和参考信号vref生成反馈信号。控制模块140包括反馈端41和输出端 42；控制模块140的反馈端41与反馈模块130的输出端35电连接，控制模块 140的输出端42与电源模块110的控制端12电连接；控制模块140用于根据反馈信号调节开关电源电路的输出电流，使开关电源电路恒流输出。
36.示例性地，背光led灯串20中可以包括多条并联连接的灯带，每条灯带中可以包括串联连接的多个led灯珠。led灯珠的个数和类型可以根据实际需求选取，此处不做限定。
37.可选地，电源模块110还包括第一接地端15和第二接地端16，均接入第一地信号gnd1。示例性地，在电源模块110内部，第一输出端13和第一接地端 15之间的元件构成电源模块110的第一输出支路，用于向背光led灯串20供电；第二输出端14和第二接地端16之间
的元件构成电源模块110的第二输出支路，用于通过稳压模块120向反馈模块130供电。示例性地，电源模块110 内部可以包括变压器和整流器件等，该开关电源电路整体可以是反激电源电路。
38.示例性地，该开关电源电路的工作过程包括：
39.电源模块110将供电电源信号转换为灯串供电信号led 和主板供电信号。其中，灯串供电信号led 由第一输出端13输出，向背光led灯串20供电；主板供电信号(例如为12v直流电压信号)由第二输出端14输出。稳压模块 120将主板供电信号转换为稳定的供电电压提供给反馈模块130，以保证反馈模块130不受主板供电信号抖动的影响，保持正常工作。反馈模块130采集开关电源电路的输出电流(即流过背光led灯串20的负载电流)，并根据该输出电流生成反馈信号。控制模块140接收反馈信号，并根据反馈信号调节电源模块110的工作状态，例如调节第一输出端13的输出占空比，以调整开关电源电路的输出电流，使输出电流处于动态平衡状态，即恒流输出。
40.在上述过程中，电源模块110的第二输出端14输出的主板供电信号会受运行负载等的变化而产生电压纹波，若不设置稳压模块120，该电压纹波会直接影响反馈模块130的工作，使反馈信号出现偏差，或使反馈模块130不能稳定输出；导致控制模块140无法接收到正确的反馈信号，因而无法对输出电流的变化做出正确的反应，影响电源模块110第一输出端13的输出信号。示例性地，电视机的功放声音大小变化会使电源模块110的第二输出端14的输出电压产生纹波，从而影响提供给背板led灯串20的输出电流，体现为电视机背光亮度随电视机声音闪烁。此现象在低亮度(例如15％亮度以内)显示时更为明显，随着商家和用户所要求的背板led灯串20的最小亮度越来越小(例如从按30％亮度管控变为按5％亮度管控)，闪屏问题越发不能忽略。本实施例中，稳压模块120的设置可以很好的解决上述问题，通过稳压模块120可以对反馈模块130 稳定供电，从而保证开关电源电路工作的稳定性。
41.本实用新型实施例提供的开关电源电路中，通过在电源模块110的第二输出端14和反馈模块130的供电端32之间增设稳压模块120，来保证对反馈模块130的稳定供电，从而保证反馈模块130正常工作，保证反馈模块130输出的反馈信号的正确性，进而保证控制模块140对电源模块110工作状态调节的准确性，实现开关电源电路的恒流输出。因此，本实用新型实施例可以实现开关电源电路的恒流输出，减少显示画面闪烁，提高显示效果。
42.图2是本实用新型实施例提供的另一种开关电源电路的结构示意图。参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，稳压模块120包括：第一电阻r1、第一晶体管q1和稳压二极管ud1。第一电阻r1的第一端与第一晶体管q1的第二极电连接，并作为稳压模块120的输入端；第一电阻r1的第二端分别与第一晶体管q1的控制极和稳压二极管ud1的第二极电连接；稳压二极管ud1 的第一极接入第一地信号gnd1；第一晶体管q1的第一极作为稳压模块120 的输出端。
43.其中，稳压二极管ud1用于稳定第一晶体管q1的控制极的电位；第一晶体管q1作为调整管，可以调节稳压模块120的输出电压；第一电阻r1可以为第一晶体管q1给提供合适的偏置信号，使第一晶体管q1工作在放大状态；同时，第一电阻r1还可以作为限流电阻，保护稳压二极管ud1。示例性地，第一晶体管q1可以是三极管。稳压二极管ud1可以是稳压芯片，其还可包括参考端，接入第一地信号gnd1。
44.在上述各实施方式的基础上，可选地，稳压模块120还包括电容c2，连接在第一晶
体管q1的第一极与稳压二极管ud1的第一极之间，可以进一步保证稳压模块120的稳定输出。
45.上述稳压模块120的结构并不作为对本实用新型的限定。在其他实施方式中，还可以设置稳压模块120为其他结构，只要保证能够使稳压模块120的输出电压不受电源模块110的第二输出端电位变化的影响即可。
46.在一种实施方式中，示例性地，稳压模块包括：低压差线性稳压器(low dropoutregulator，ldo)；低压差线性稳压器可以是集成的稳压器件，其输入端作为稳压模块的输入端，输出端作为稳压模块的输出端。
47.继续参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，反馈模块包括：采样单元131、比较单元132和输出单元133。其中，采样单元131的第一端与背光led灯串20的第二端电连接，采样单元131的第二端接入第一地信号gnd1；采样单元131用于采集开关电源电路的输出电流，并根据输出电流生成采样信号。比较单元132的电源端与稳压模块120的输出端电连接；比较单元132的第一输入端与参考信号端电连接，接入参考信号vref；比较单元132的第二输入端与采样单元131的第一端电连接；比较单元132用于根据采样信号和参考信号vref生成比较信号。输出单元133的电源端与稳压模块120的输出端电连接，输出单元133的输入端与比较单元132的输出端电连接，输出单元133 的输出端与控制模块140的反馈端电连接；输出单元133用于根据比较信号生成反馈信号。
48.具体地，采样单元131包括：第二电阻r2；第二电阻r2的第一端作为采样单元131的第一端，第二电阻r2的第二端作为采样单元131的第二端。比较单元132包括：运算放大器amp、第三电阻r3和第一电容c1；运算放大器 amp的第一电源端作为比较单元132的电源端，第二电源端接入第一地信号gnd1，第一输入端作为比较单元132的第一输入端，第二输入端作为比较单元 132的第二输入端，输出端作为比较单元132的输出端；第三电阻r3和第一电容c1串联连接于运算放大器amp的第二输入端和运算放大器amp的输出端之间。输出单元133包括：光电耦合器、第四电阻r4和第五电阻r5。其中，光电耦合器的发射部分记为p1a，接收部分记为p1b，为了便于体现光电耦合器的具体连接方式，图2中将发射部分p1a和接收部分p1b分开绘制。第四电阻r4的第一端作为输出单元133的电源端；第四电阻r4的第二端分别与光电耦合器的第一端(发射部分p1a的第一极)和第五电阻r5的第一端电连接；第五电阻r5的第二端与光电耦合器的第二端(发射部分p1a的第二极)电连接，并作为输出单元133的输入端；光电耦合器的第三端(接收部分p1b的第一极)作为输出单元133的输出端，光电耦合器的第四端(接收部分p1b的第二极)接入第二地信号gnd2。
49.示例性地，运算放大器amp的第一输入端为正极输入端，第二输入端为负极输入端。参考信号vref可以是由电视机主板输出的信号，其根据背板led 灯串20的发光亮度来设置，例如发光亮度越低，参考信号vref越小。第一地信号gnd1可以是模拟地信号，第二地信号gnd2可以是数字地信号。
50.在上述各实施方式的基础上，可选地，比较单元132还包括由电阻和电容器件构成的保护电路，连接在运算放大器amp的第一输入端与第二电阻r2的第一端之间，以及运算放大器amp的第二输入端与参考信号端之间，用于保护运算放大器amp。
51.继续参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，电源模块包括：变压器t1、第一整流输出单元111和第二整流输出单元112。变压器t1包括初级绕组n1、第一次级绕组(图
2中示例性地给出了第一次级绕组由绕组n21 和绕组n22两段构成)和第二次级绕组n3；初级绕组n1的第一端接入供电电源信号vb，初级绕组n1的第二端作为电源模块的控制端；第一次级绕组的第二端与第二次级绕组n3的第二端均接入第一地信号gnd1。第一整流输出单元 111的第一端与第一次级绕组的第一端电连接，第二端接入第一地信号gnd1，输出端作为电源模块的第一输出端。第二整流输出单元112的第一端与第二次级绕组n3的第一端电连接，第二端接入第一地信号gnd1，输出端作为电源模块的第二输出端。
52.具体地，第一整流输出单元111包括二极管d1和电容ce1，二极管d1和电容ce1串联连接于第一次级绕组的第一端和第二端之间，二极管d1的阴极作为第一整流输出单元111的输出端。其中，电容ce1可以是电解电容。
53.第二整流输出单元112包括二极管d2和电容ce2，二极管d2和电容ce2 串联连接于第二次级绕组n3的第一端和第二端之间，二极管d2的阴极作为第一整流输出单元112的输出端。其中，二极管d2可以是快恢复二极管，电容 ce2可以是电解电容。
54.继续参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，控制模块140还包括供电端；电源模块还包括：第三整流输出单元113，用于向控制模块140供电；变压器t1还包括：第三次级绕组n4。第三次级绕组n4的第一端与第三整流输出单元113的第一端电连接，第三次级绕组n4的第二端与第三整流输出单元113的第二端均接入第二地信号gnd2；第三整流输出单元113的输出端与控制模块140的供电端电连接。
55.具体地，第三整流输出单元113包括电阻r6、二极管d3和电容ce3；电阻r6、二极管d3和电容ce3串联连接于第二次级绕组n3的第一端和第二端之间，二极管d3的阴极作为第一整流输出单元113的输出端。其中，电容ce3 可以是电解电容。
56.继续参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，电源模块还包括：吸收单元114；吸收单元114的第一端与初级绕组n1的第一端电连接，第二端与初级绕组n1的第二端电连接。
57.具体地，吸收单元114可以包括电阻r7、电阻r8、电容c3和二极管d4，构成rcd吸收电路，可以通过调整电阻和电容的值，使得吸收单元114仅消耗变压器t1的漏感能量，但不能消耗主励磁电感能量，以保证电路效率。
58.继续参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，控制模块包括：控制单元141和开关单元142。控制单元141的输入端作为控制模块的反馈端；开关单元142的控制端与控制单元141的输出端电连接，开关单元142的输出端作为控制模块的输出端。
59.具体地，控制单元包括控制芯片u1及其必要的外围电路。控制芯片u1包括：电压回授引脚comp、电流感测引脚cs、接地引脚gnd、输出引脚gate、电源引脚vcc和空引脚nc。其中，电压回授引脚comp作为控制模块140的反馈端；光电耦合器的接收部分p1b将反馈信号传输至电压回授引脚comp，可以完成对开关电源电路的闭环控制，实现恒流输出。控制芯片u1可以根据电流感测引脚cs接收的信号控制开关电源电路的工作频率。接地引脚gnd直接接入第二地信号gnd2。输出引脚gate作为控制单元141的输出端。电源引脚vcc作为控制模块140的供电端。空引脚nc通常悬空设置。示例性地，控制芯片u1可以是pwm控制芯片。
60.开关单元142包括：第二晶体管q2及其必备的保护电路；第二晶体管q2 的控制极作为开关单元142的控制端，第一极接入第二地信号gnd2，第二极作为开关单元142的输出端。示例性地，第二晶体管q2可以是mos管。
61.下面结合图2，对该开关电源电路的工作过程进行说明：
62.灯串供电信号led 通过背光led灯串20和第二电阻r2与第一地信号 gnd1形成回路；当输出电流形成后，在第二电阻r2的第一端会产生采样信号 (即第二电阻r2上的压降)；采样信号传输至运算放大器amp的第二输入端 (负极输入端)，与传输至运算放大器amp的第一输入端(正极输入端)的参考信号vref比较，当采样信号等于或高于参考信号vref时，运算放大器amp 输出低电平，光电耦合器导通，第一地信号gnd1的低电平通过光电耦合器的接收部分p1b传输至控制芯片u1的电压回授引脚comp；控制芯片u1根据该低电平控制输出引脚gate的输出占空比变小，减小第二晶体管q2的导通时间，使变压器t1的输出能量减小，从而使输出电流减小。输出电流减小后，第二电阻r2两端压降减小，使得采样信号小于参考信号vref，运算放大器 amp转为输出高电平，光电耦合器关断，控制芯片u1增大输出引脚gate的输出占空比，从而增大输出电流。这样周而复始，由小到大，再从大到小的控制过程，使得输出电流达到动态平衡，第二电阻r2两端电压稳定，即实现恒流输出。
63.当电视调小亮度时，参考信号vref的值会减小，当亮度足够小时，给到运算放大器amp的第一输入端的电平会非常低。此时，由于电源模块的第二输出端输出的主板供电信号受功放功率及主板运行负载变化时，电压会产生纹波。这种情况下，如不设置稳压模块120，主板供电信号直接向运算放大器amp供电，如果纹波大于运算放大器amp第一输入端的电压(即参考信号vref)，将使运算放大器amp无法稳定输出，导致电视背光亮度随电视声音等会造成电压纹波的量的变化而闪烁。
64.本实施例在电源模块的第二输出端与反馈模块的供电端之间增设稳压模块 120，使得光电耦合器和运算放大器amp的工作不受主板供电信号变化的影响，使电视不再出现闪烁，在较宽的亮度范围内均可有效的解决电视闪屏问题；且稳压模块120的电路结构简单，易于实现和推广。
65.本实用新型实施例还提供了一种电视机，包括背光led灯串和如本实用新型任意实施例所提供的开关电源电路，具有相应的有益效果。其中，开关电源电路中电源模块的第一输出端向背光led灯串供电。示例性地，该电视机可以是液晶电视。
66.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。