專利名稱：電源控制電路、背光模組及液晶顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電源控制電路、背光模組及液晶顯示器件。
背景技術(shù)：
按照電器能耗的國家標(biāo)準(zhǔn)，對于使用功率大于75瓦的設(shè)備，需要在進(jìn)行設(shè)備的電源板設(shè)計時考慮諧波電流和功率因數(shù)的影響，對于液晶顯示器件也同樣如此。因此，現(xiàn)有技術(shù)中常見的LED顯示器件的背光源電源板通常分為兩級，圖I展示了現(xiàn)有技術(shù)電源板的主要結(jié)構(gòu)，其中，在初級側(cè)需要增加PFC (Power Factor Correction,功率因數(shù)校正)控制單元(一般包括PFC電感和PFC控制芯片)，在次級側(cè)需要增加待機(jī)控制單元和LLC控制單元這兩個受控單元，待機(jī)控制單元負(fù)責(zé)輸出待機(jī)電源，一般輸出為5V或者12V ;LLC控制單元進(jìn)行功率諧振變換，輸出LED輸出所需要的電壓，后續(xù)的LED控制單元對LED燈條實現(xiàn)恒流·控制。在實現(xiàn)本實用新型過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)的電源板由于采用兩級控制，需要多個控制單元協(xié)同工作，其控制方式復(fù)雜，設(shè)備成本高；此外，由于元件較多，電路受損幾率較大，其復(fù)雜結(jié)構(gòu)又導(dǎo)致電路可維護(hù)性差。

實用新型內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問題針對上述缺點，本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中LED背光電源板電路復(fù)雜難以控制的問題，提供了一種電源控制電路、背光模組及液晶顯示器件。(二)技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，一方面，本實用新型提供了一種電源控制電路，所述電路包括設(shè)置于變壓器交流側(cè)的交流輸入單元、整流橋和單級控制單元，以及設(shè)置于變壓器直流側(cè)的二極管、LC振蕩電路、LED燈條、LED電流采樣電阻和次級反饋信號單元；其中，所述交流輸入單元、整流橋和單級控制單元依次串聯(lián)，所述二極管、LC振蕩電路、LED燈條、LED電流采樣電阻和次級反饋信號單元，所述次級反饋信號單元連接至所述單級PFC控制單元，向所述單級PFC控制單元提供次級反饋信號。另一方面，本實用新型還同時提供了一種背光模組，所述背光模組中包括如上所述的電源控制電路。再一方面，本實用新型還同時提供了一種液晶顯示器件，所述液晶顯示器件包括如上所述的背光模組。(三)有益效果在本實用新型的技術(shù)方案中，由于采用單級PFC控制單元直接控制次級的輸出電流和電壓，可實現(xiàn)LED的恒流控制，因而比傳統(tǒng)架構(gòu)節(jié)省了初級的PFC控制單元、LLC控制單元和初級的大電解，從而降低了電路的控制復(fù)雜度，節(jié)省了設(shè)備成本，并提高了電路的穩(wěn)定性和可靠性，使設(shè)備不易損壞且便于維護(hù)。

圖I為現(xiàn)有技術(shù)中背光源的電源板結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的一個實施例中背光源的電源板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的一個實施例中電源控制電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型的一個優(yōu)選實施例中電源控制電路中PFC芯片ZCD管腳的電路連接示意圖；圖5為本實用新型的另一個優(yōu)選實施例中電源控制電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型的再一個優(yōu)選實施例中電源控制電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實用新型的再一個優(yōu)選實施例中考慮到地線布線的電源控制電路的電路結(jié)構(gòu)不意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。在本實用新型的實施例中，采用單級PFC控制單元直接控制次級的輸出電流和電壓，實現(xiàn)LED的恒流控制。具體地，傳統(tǒng)的PFC控制單元設(shè)置在整流橋和初級大電解電容之間，在次級通過LLC控制單元進(jìn)行進(jìn)一步控制，而本實用新型的實施例如圖2所示，在次級使用單級PFC控制單元使交流輸入電流和輸入電壓為同頻同相的正弦波，比傳統(tǒng)架構(gòu)節(jié)省了初級的PFC控制單元、LLC控制單元和初級的大電解。再進(jìn)一步參見圖3，本實用新型的實施例中的LED背光源電源控制電路的具體結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于變壓器T801交流側(cè)的交流輸入單元L820、整流橋VB7和單級PFC控制單元，以及設(shè)置于變壓器T801直流側(cè)的二極管VD818、LC振蕩電路、LED燈條、LED電流采樣電阻和次級反饋信號單元；其中單級PFC控制單元接收次級反饋信號來控制交流輸入的電流和電壓。所述變壓器交流側(cè)還連接有與所述單級PFC控制單元并聯(lián)的采樣電阻，所述采樣電阻通過MOS管連接至所述變壓器；其中，所述單級PFC控制單元的Dri管腳連接所述MOS管的柵極、CS管腳和GND管腳分別連接所述采樣電阻的兩端，所述MOS管的源極連接所述變壓器、漏極和襯底同時連接所述采樣電阻；所述MOS管的源漏極間還并聯(lián)有一穩(wěn)壓二極管。以上僅僅是對本實用新型的實施方式的整體描述，該實施方式降低了電源電路的設(shè)備成本和復(fù)雜度，使得電路控制更易實現(xiàn)，但該實施方式仍有進(jìn)一步改進(jìn)的空間，下面將結(jié)合各附圖里的更優(yōu)選的實施例來對本實用新型的實施方式做進(jìn)一步的說明。實施例I對于圖3的實施例，由于單級PFC控制單元也是采用普通的PFC芯片實現(xiàn)，而圖3的實施例在初級側(cè)已經(jīng)沒有大電解，開機(jī)時，上電沖擊電流非常大(通過對電路的采樣分析，開機(jī)瞬間的PFC的MOS管的電流沖擊已經(jīng)超過20A)，過大的沖擊電流很易對電子元件造成損害。實用新型人繼續(xù)從原理上分析開機(jī)沖擊問題，發(fā)現(xiàn)大部分都是PFC芯片的ZCD(ZERO⑶RRENT DETECTION，零電流檢測)管腳導(dǎo)致，因為PFC芯片的Z⑶腳信號都是電壓信號，稍微的干擾就會引起很大的電流和電壓尖峰。因此本實用新型更優(yōu)選的實施例I中把ZCD的電壓信號改變成電流信號，從而解決了開機(jī)瞬間的電流沖擊問題。該優(yōu)選的實施例I中Z⑶管腳的電路連接如圖4所示，其中Z⑶管腳(C點)同時連接第二三極管Q2和第三三極管Q3的集電極，第二三極管Q2和第三三極管Q3的發(fā)射極接地；第三三極管Q3的集電極通過電阻R44連接VCC管腳并同時通過電容C41連接第四三極管Q4的基極，所述第四三極管Q4的集電極與所述第二三極管的基極(B點)連接、發(fā)射極接地，并且所述第四三極管Q4的基極與發(fā)射極之間還并聯(lián)有電阻R45 ;第二三極管Q2的基極通過電阻R43連接VCC管腳并同時與第一三極管Ql的集電極連接，所述第一三極管Ql的發(fā)
射極接地、基極經(jīng)過電阻R41后與電壓輸入端A點連接。本實施例通過多個三極管對電路中的電壓進(jìn)行調(diào)整，使得電路中DRI信號和A點的信號相位完全相反，從而將A點的電壓信號變成電流信號，提高了電路的抗干擾能力，又由于C點的ZCD信號跟A點基本一致，只是稍微延遲了一點時間(延遲時間是由電容Cl和R5的大小決定的)，通過該優(yōu)選實施方式有效消除了電路中的開機(jī)沖擊(通過對電路的采樣分析，開機(jī)瞬間的最大沖擊電流降為4. 6A，大大減小了電流沖擊對元件的損害)。實施例2此外，在本實用新型圖3的實施例中，由于交流電的輸入電壓范圍較寬，變壓器通常不能飽和，但在電壓比較高的情況下，比如開關(guān)機(jī)的瞬間，變壓器又極易飽和，因此若是長時間使用開關(guān)機(jī)次數(shù)較多后很容易造成器件的損壞，電路可靠性降低。為解決高壓下變壓器飽和的問題，本實用新型一個優(yōu)選的實施例中在電路中并聯(lián)接入三個串聯(lián)的電阻R2、R3和R4，如圖5所示，在所述變壓器交流側(cè)，所述采樣電阻與所述單級PFC控制單元的CS管腳間接有第一電阻Rl，所述單級PFC控制單元的CS管腳和GND管腳間接有與所述采樣電阻和第一電阻Rl并聯(lián)的第二電阻R2，所述單級PFC控制單元的CS管腳與所述整流橋的輸出端接有串聯(lián)的第三電阻R3和第四電阻R4，所述第三電阻R3和第四電阻R4與所述變壓器并聯(lián)。當(dāng)電壓比較高時，R3上的電壓就比較高，相應(yīng)的R2上的電壓也比較高，由于表示為R2上電壓與Rl上的電壓之和的CS點電壓為芯片設(shè)定值(即該點電壓固定)，因此當(dāng)R2上電壓增大時，Rl上電壓就會減小，從而通過采樣電阻就可以限制變壓器里的電流，解決了高壓飽和的問題；而該優(yōu)選實施例在低壓的情況下對系統(tǒng)工作完全無影響。通過對電路的采樣分析，開機(jī)瞬間的電流普遍被限定在4A左右，實現(xiàn)了對變壓器的限流，大大減小了開機(jī)電流對器件的損害；此外，由于電流減小，變壓器的尺寸也可以相應(yīng)減小，實現(xiàn)了器件的小型化。實施例3在本實用新型圖3的實施例中，在寬電壓范圍內(nèi)，如果要使得輸出穩(wěn)定、負(fù)載的加載和卸載實時性好，需要電路中不能出現(xiàn)過壓現(xiàn)象；同時如果要將LED電流正確反饋到初級PFC，需要能兼容不同放大倍數(shù)的光耦，實現(xiàn)生產(chǎn)的穩(wěn)定、可靠。要實現(xiàn)以上功能，對單級PFC調(diào)整部分有更進(jìn)一步的要求首先需要次級有合適的靜態(tài)工作點，若工作點過高，會導(dǎo)致大負(fù)載工作時MOS管電壓波形不正常、分叉；若工作點過低，會導(dǎo)致瞬間加負(fù)載和卸負(fù)載時，輸出過壓；此外，若靜態(tài)工作點不合適，次級調(diào)整回路也會工作不穩(wěn)定。為了獲得合適的靜態(tài)工作點，把次級光耦的電流正確反饋到初級PFC控制單元，本實用新型進(jìn)一步提供了優(yōu)選的實施例3。參見圖6，在該優(yōu)選的實施例3中，所述光電耦合器的第三腳通過第五電阻接地，所述單級PFC控制單元的FB管腳通過第七電阻接地，所述單級PFC控制單元的VCC管腳同時連接所述光電耦合器的第四腳和第八電阻，所述第八電阻的另一端連接所述單級PFC控制單元的FB管腳，此外，所述第八電阻的另一端還通過第六電阻連接所述光電耦合器的第三腳。由于在次級反饋信號單元的光耦的第三腳對地接一個電阻R10，使電流大部分都通過RlO對地消耗，通過電阻R4和R3的分壓先給芯片提供一個偏置電壓，大約O. 5V左右，芯片啟動后通過光耦偏置，實現(xiàn)對輸出的調(diào) 節(jié)，RlO對地電流和調(diào)整芯片輸出的電流比例大約為100 :1。通過圖6的優(yōu)選實施例3，光耦輸出的A點和MOS管的電流和電壓都得到了有效地調(diào)整，電路獲得了合適的靜態(tài)工作點?？紤]到實施例3中的電路有多處需要與地線連接，為了在電路中合理設(shè)置地線走線，實施3更優(yōu)選的地線布置方式如圖7所示，其中，在所述整流橋的輸出和地之間還并聯(lián)有一個電容C31，用于濾除交流線的高頻噪聲。圖7中地線接入點共有五處，分別用Al, BI, Cl, Dl, El表示，地線總的走線原則是全部地線在芯片地Cl處交匯，其中，交流輸入、整流橋和濾波電容C31的共用地端Al連接采樣電阻地端BI后接到芯片地Cl，Z⑶地Dl和光耦調(diào)整地El則分別獨立地接到芯片地E1，通過該實施方式優(yōu)化了電路的走線布局，使電路實現(xiàn)更清晰明確。最后，本實用新型還提供了一種液晶顯示器件，采用上述背光源的電源控制電路進(jìn)行控制，所述顯示器件可以為液晶面板、電子紙、OLED面板、液晶電視、液晶顯示器、數(shù)碼相框、手機(jī)、平板電腦等具有任何顯示功能的產(chǎn)品或部件。綜上所述，本實用新型的技術(shù)方案中，由于采用單級PFC控制單元直接控制次級的輸出電流和電壓，可實現(xiàn)LED的恒流控制，因而比傳統(tǒng)架構(gòu)節(jié)省了初級的PFC控制單元、LLC控制單元和初級的大電解，從而降低了電路的控制復(fù)雜度，節(jié)省了設(shè)備成本，并提高了電路的穩(wěn)定性和可靠性，使設(shè)備不易損壞且便于維護(hù)。以上實施方式僅用于說明本實用新型，而并非對本實用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實用新型的范疇，本實用新型的實際保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種電源控制電路，其特征在于，所述電路包括 設(shè)置于變壓器交流側(cè)的交流輸入單元、整流橋和單級控制單元，以及設(shè)置于變壓器直流側(cè)的二極管、LC振蕩電路、LED燈條、LED電流采樣電阻和次級反饋信號單元；其中，所述交流輸入單元、整流橋和單級控制單元依次串聯(lián)，所述二極管、LC振蕩電路、LED燈條、LED電流采樣電阻和次級反饋信號單元，所述次級反饋信號單元連接至所述單級PFC控制單元，向所述單級PFC控制單元提供次級反饋信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，所述變壓器交流側(cè)還連接有與所述單級PFC控制單元并聯(lián)的采樣電阻，所述采樣電阻通過MOS管連接至所述變壓器；其中，所述單級PFC控制單元的Dri管腳連接所述MOS管的柵極、CS管腳和GND管腳分別連接所述采樣電阻的兩端，所述MOS管的源極連接所述變壓器、漏極和襯底同時連接所述采樣電阻；所述MOS管的源漏極間還并聯(lián)有一穩(wěn)壓二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，所述次級反饋信號單元包括一光電耦合器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，所述單級PFC控制單元的ZCD管腳與所述變壓器之間連接有4個三極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，在所述變壓器交流側(cè)，所述采樣電阻與所述單級PFC控制單元的CS管腳間接有第一電阻，所述單級PFC控制單元的CS管腳和GND管腳間接有與所述采樣電阻和第一電阻并聯(lián)的第二電阻，所述單級PFC控制單元的CS管腳與所述整流橋的輸出端接有串聯(lián)的第三電阻和第四電阻，所述第三電阻和第四電阻與所述變壓器并聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述光電耦合器的第三腳通過第五電阻接地，所述單級PFC控制單元的FB管腳通過第七電阻接地，所述單級PFC控制單元的VCC管腳同時連接所述光電耦合器的第四腳和第八電阻，所述第八電阻的另一端連接所述單級PFC控制單元的FB管腳，此外，所述第八電阻的另一端還通過第六電阻連接所述光電耦合器的第三腳。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，在所述整流橋的輸出和地之間還并聯(lián)有一個電容。
8.一種背光模組，其特征在于，所述背光模組中包括如權(quán)利要求1-7中任一項所述的電源控制電路。
9.一種液晶顯示器件，其特征在于，所述液晶顯示器件包括如權(quán)利要求8所述的背光模組。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述液晶顯示器件為液晶電視。
專利摘要本實用新型涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種電源控制電路、背光模組及液晶顯示器件。該電路包括設(shè)置于變壓器交流側(cè)的交流輸入單元、整流橋和單級控制單元，以及設(shè)置于變壓器直流側(cè)的二極管、LC振蕩電路、LED燈條、LED電流采樣電阻和次級反饋信號單元；交流輸入單元、整流橋和單級控制單元依次串聯(lián)，二極管、LC振蕩電路、LED燈條、LED電流采樣電阻和次級反饋信號單元，次級反饋信號單元連接至單級PFC控制單元，向單級PFC控制單元提供次級反饋信號。本實用新型采用單級PFC控制單元直接控制次級的輸出電流和電壓，節(jié)省了初級的PFC控制單元、LLC控制單元和初級大電解，降低了電路的控制復(fù)雜度，提高了穩(wěn)定性可靠性。
文檔編號H05B37/02GK202696963SQ20122027891
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者王清金, 陶淦, 張明龍, 楊丹丹, 劉海豐, 韓文濤 申請人:青島海信電器股份有限公司