专利名称：开关电源控制系统和方法
技术领域：
本发明涉及电源装置领域，更具体地，涉及一种开关电源控制系统及方法。
背景技术：
彩色等离子体显示器(PDP， Plasma Display Panel)是近几年来迅速发展的一种显示器件。彩色等离子体显示器以优越的性能成为大屏幕显示器件的首选，尤其是具有驱动方式简单等优点的交流型AC-PDP获得广泛的研究和应用，。 等离子显示器在工作过程中，每个像素单元均由X电极、Y电极以及A电极共同控制。要使每个像素单元正常工作，就需要X电极、Y电极和A电极按照一定的时序输出正确的高压驱动波形。这就需要等离子显示器专用电源提供显示驱动所需要的多种电压，显示驱动所需要的电压主要有逻辑电压、维持电压Vs、寻址电压Va等。等离子显示器的装置示意图如图l所示。由于等离子显示屏电源所需要调节的电压种类较多且存在高压、低压的差别，使得电源调节过程中多种电压之间的工作时序和保护机制比较重要。
现有技术中，通过使用开关电源为显示驱动提供所需要的电压。开关电源是一种通过调整脉宽(频率)实现稳压输出的电源，相比于传统的线性稳压电源，具有体积小、效率高、稳压范围宽等优点。下面通过常用的降压型BUCK电路拓扑说明其工作原理。如图2所示，交流电压经整流滤波后得到一个不稳定的电压U，当K闭合时，U通过L、 C给负载供电，同时也在L、 C上储存能量；当K断开时，L、 C中的能量通过续流二极管D向负载供电。当电感电流大于负载电流时，输出电流上升，否则下降。由于开关频率很高，所以输出电压上升和下降的幅度都很小。通过控制芯片控制开关的导通时间和截止时间的比例可以调节输出电压值，即通过调整脉宽可以实现稳压输出。 现有技术中采用的开关电源具有过压保护、过流保护等功能，其原理是通过对输出电压、电流采样，把采样值通过光耦隔离并变换后反馈给控制芯片，从而在输出电压、电流超出预设值时停止控制芯片工作，使输出电压为零，达到保护目的，其工作示意图如图3所示。图4示出了现有技术中的等离子显示器的开关电源装置示意图。如图4所示，市电220伏交流输入，经过功率因数校正部分(PFC)后，转变为380伏直流电压，其作用是使输入电压和电流的波形接近于正弦波，以减少杂波对电网的污染。当然功率因数校正部分也有独自的过压、过流保护功能。然后380伏直流电压通过不同的直流-一直流转换电路转换为所需要的不同电压；每路输出的电压电流经采样后通过合理的电路加到相应的控制芯片上，在电路过压或过流时通过控制芯片停止电路工作。针对等离子电源的特殊性，需要在低压输出出现问题时同时关闭所有输出，所以还要把低压电路的保护信号同时反馈到高压电路的控制部分。 现有技术中采用开关电源为显示驱动提供所需要的电压，由于等离子显示器电源至少有三组高压输出，每一组输出的控制部分都要由低压电路的保护信号参与近来，所以控制部分的元件较多，电路也较为复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电路较简单的开关电源控制系统和方法。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种开关电源控制系统，包括功率因数校正模块；第一转换电压模块和第二转换电压模块，分别与功率因数校正模块连接；第一采样电路和第二采样电路，分别与第一转换电压模块和第二转换电压模块连接，开关控制系统还包括反馈控制电路，具有第一输入端，连接至第一采样电路，用于接收第一采样电路的第一采样信号；第二输入端，连接至第二采样电路，用于接收第二采样电路的第二采样信号；输出端，连接至功率因数校正模块，反馈控制电路根据第一采样信号和第二采样信号产生控制信号，并将控制信号发送至功率因数校正模块，其中，控制信号用于通知所述功率因数校正模块停止输出。 优选地，在上述开关电源控制系统中，反馈控制电路包括多个二极管，第一采样电路和第二采样电路分别与多个二极管中的一个的阳极相连接，以使多个二极管接收第一采样信号和第二采样信号，所有二极管的阴极彼此相连，以根据第一采样信号和第二采样信号形成第一控制信号；光耦隔离电路，光耦隔离电路的输入端与所有二极管的阴极连接，用于根据第一控制信号输出第二控制信号；放大电路，放大电路的输入端连接至光耦隔离电路的输出端，放大电路的输出端连接至功率因数校正模块，用于放大第二控制信号，形成控制信号，并输出至功率因数校正模块。 优选地，在上述开关电源控制系统中，开关电源控制系统还包括第一控制模块和第二控制模块，其中，第一控制模块连接于第一转换电压模块与第一采样电路之间；第二控制模块连接于第二转换电压模块与第二采样电路之间。 为解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，提供了一种开关电源控制方法，包括以下步骤对功率因数校正模块输出的电压信号进行转换，得到第一电压输出信号和第二电压输出信号；分别对第一电压输出信号和第二电压输出信号进行采样，得到第一采样信号和第二采样信号；根据第一采样信号和第二采样信号生成控制信号，并将控制信号发送给功率因数校正模块；功率因数校正模块根据控制信号调整所输出的电压信号。
优选地，在上述开关电源控制方法中，根据第一采样信号和第二采样信号生成控制信号的步骤包括当第一采样信号和第二采样信号中的至少一个包括异常信号时，生成用于通知功率因数校正模块停止输出的控制信号。 优选地，在上述开关电源控制方法中，异常信号包括过压信号和过流信号。
本发明具有以下有益效果 在本发明中，通过对输出电压进行采样，形成第一采样信号和第二采样信号，根据第一采样信号和第二采样信号产生控制信号，并将控制信号发送至功率因数校正模块，通知所述功率因数校正模块停止输出，将输出电压信号反馈至功率因数校正模块，当功率因数校正模块停止输出时，后端将没有电压输出，从而实现了对后端电路的保护，在完成保护效果的同时简化了电路，克服了现有技术中的开关电源控制部分的元件较多，电路也较为复杂的问题。
附图可提供对本发明的进一步的理解，并且被包括在内作为说明书的组成部分，其示出了本发明的实施例，并且和说明书一起用来解释本发明的原理。其中 图1示出了现有技术中的等离子显示器的工作框图； 图2示出了现有技术中的降压型BUCK电路拓扑图； 图3示出了现有技术中的开关电源工作示意图； 图4示出了现有技术中的等离子显示器开关电源控制系统示意图； 图5示出了根据本发明的一个实施例的开关电源控制系统示意图； 图6示出了根据本发明的一个优选实施例的开关电源控制系统示意图； 图7示出了根据本发明的一个优选实施例的反馈控制电路示意图；以及 图8示出了根据本发明的一个实施例的开关电源控制方法流程图。
具体实施例方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。 图5示出了根据本发明的一个实施例的开关电源控制系统示意图，如图5所示，开关电源控制系统包括功率因数校正模块501 ;第一转换电压模块502和第二转换电压模块503，分别与功率因数校正模块501连接；第一采样电路504和第二采样电路505，分别与第一转换电压模块和第二转换电压模块502连接，开关控制系统还包括反馈控制电路506，具有第一输入端，连接至第一采样电路504，用于接收第一采样电路504的第一采样信号；第二输入端，连接至第二采样电路505，用于接收第二采样电路505的第二采样信号；输出端，连接至功率因数校正模块501，反馈控制电路506根据第一采样信号和第二采样信号产生控制信号，并将控制信号发送至功率因数校正模块501，其中，控制信号用于通知所述功率因数校正模块501停止输出。 在本实施例中，通过在开关电源控制系统中设置反馈控制电路506，根据第一采样信号和第二采样信号产生控制信号，并将控制信号发送至功率因数校正模块，通知所述功率因数校正模块停止输出，将输出电压信号反馈至功率因数校正模块，当功率因数校正模块停止输出时，后端将没有电压输出，从而实现了对后端电路的保护，在完成保护效果的同时简化了电路，克服了现有技术中的开关电源控制部分的元件较多，电路也较为复杂的问题。 进一步，反馈控制电路506包括多个二极管，第一采样电路和第二采样电路分别与多个二极管中的一个的阳极相连接，以使多个二极管接收第一采样信号和第二采样信号，所有二极管的阴极彼此相连，以根据第一采样信号和第二采样信号形成第一控制信号；光耦隔离电路，光耦隔离电路的输入端与所有二极管的阴极连接，用于根据第一控制信号输出第二控制信号；放大电路，放大电路的输入端连接至光耦隔离电路的输出端，放大电路的输出端连接至功率因数校正模块，用于放大第二控制信号，形成控制信号，并输出至功率因数校正模块。 进一步，开关电源控制系统还包括第一控制模块和第二控制模块，其中，第一控制模块连接于第一转换电压模块与第一采样电路之间；第二控制模块连接于第二转换电压模块与第二采样电路之间。 图6示出了根据本发明的一个优选实施例的开关电源控制系统示意图。如图6所示，220V交流电经过经过PFC主回路后，转换为380V直流电压，然后经过DC-DC (DirectCurrent-Direct Current,直流-直流)主回路，将380V直流电压转换为不同的输出电压，其中至少包括一个低电压输出和一个高电压输出，高电压输出的信号和低电压输出的信号经过采样电路采样，输入至反馈控制电路中。在本实施例中，DC-DC主回路包括第一DC-DC主回路，用于将380V直流电压转换成高电压；以及，第二DC-DC主回路，用于将380V直流电压转换成低电压。这里，反馈控制电路接收两个DC-DC主回路的输出采样信号，并根据该采样信号进行判断处理，但这只是本实施例的一种示例，本发明不仅限于此，例如，DC-DC主回路还可以包括多个用于将380V直流电压转换成高电压的第一 DC-DC主回路，和/或，多个用于将380V直流电压转换成低电压的第二 DC-DC主回路，相应的，反馈控制电路可以接收上述多个第一和第二 DC-DC主回路的输出采样信号。 当任一输出信号中包含过压或过流信号时，反馈控制电路将产生一个控制信号发
送到与PFC主回路连接的控制电路中，控制PFC部分停止工作，由于PFC部分受控停止工
作，也就停止了该路380伏的输出，同时也停止所有的最终输出，实现了保护的目的。同时，
一旦低压输出出现问题，根据上述工作关系，高压也会因为PFC停止工作而没有输出，达到
了保护的功能。由于PFC电路通常采用BOOST电路作为拓扑结构，是一种非隔离的电路形
式，所以采用这种连接方法也不会对系统的电气安全规范方面造成破坏。 图7示出了根据本发明的一个优选实施例的反馈控制电路示意图，如图7所示，反
馈控制电路包括多个二极管、光耦隔离器和放大电路。多个采样电路的输出端与二极管的
阳极连接，也就是每一路采样信号输出到一个二极管，此外，所有的二极管的阴极连接。当
多个采样电路中的任意一个电路的输出信号中包含过流或者过压信号时，多个二极管中的
一个二极管会导通，形成一个高电压信号，但由于后端的放大电路与采样电路不共地，所以
在后端的放大电路与二极管之间设置光耦隔离器，该光耦隔离器的输入端与相连所有的二
极管的阴极连接，这样，使得上述高电压信号与放大电路均基于同一个地信号，从而，上述
高电压信号经过一个放大电路形成适合于控制PFC主回路的控制电压。 图8示出了根据本发明的一个实施例的开关电源控制方法流程图，包括以下步
骤 S802，对功率因数校正模块输出的电压信号进行转换，得到第一 电压输出信号和第二电压输出信号； 具体地，采用图6中的DC-DC主回路将380V直流电压转换为不同的输出电压，第一电压信号对应于图6中的高电压输出，第二电压信号对应于图6中的低电压信号，第一电压信号和第二电压信号均为示意性的举例，第一电压信号也可以对应于多个高电压输出信号，第二电压信号也可以对应于多个低电压输出信号。 S804，分别对第一电压输出信号和第二电压输出信号进行采样，得到第一采样信号和第二采样信号； 具体的，图6中与每个DC-DC主回路连接的采样电路完成该步骤，得到了对应于图6中高电压输出信号和低电压输出信号的采样信号，即步骤S804中的第一采样信号和第二采样信号。 S806，根据第一采样信号和第二采样信号生成控制信号，并将控制信号发送给功率因数校正模块； 具体的，采用图6中的反馈控制电路接收第一采样信号和第二采样信号，当采样信号中包含过压信号或者是过流信号时，反馈控制电路生成一个控制信号，并将该控制信号发送到图6中与PFC主回路连接的控制电路，该控制信号用于通知功率因数校正模块停止输出。 S808，功率因数校正模块根据控制信号调整所输出的电压信号。
具体的，图6中与PFC主回路连接的控制电路接收到控制信号，控制PFC主回路停止工作，PFC部分受控停止工作，其输出为O，后端的DC-DC主回路由于没有电压输入，最终的输出电压信号也为0，从而实现了保护的目的。 在本实施例中，通过使第一采样信号和第二采样信号产生控制信号，并将控制信
号发送至功率因数校正模块，功率因数校正模块根据控制信号调整所输出的电压信号，将
输出的电压信号反馈至功率因数校正模块，从而在在完成保护效果的同时简化了电路，克
服了现有技术中的开关电源控制部分的元件较多，电路也较为复杂的问题。 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技
术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种开关电源控制系统，包括功率因数校正模块；第一转换电压模块和第二转换电压模块，分别与所述功率因数校正模块连接；第一采样电路和第二采样电路，分别与所述第一转换电压模块和所述第二转换电压模块连接，其特征在于，所述开关控制系统还包括反馈控制电路，具有第一输入端，连接至所述第一采样电路，用于接收所述第一采样电路的第一采样信号；第二输入端，连接至所述第二采样电路，用于接收所述第二采样电路的第二采样信号；输出端，连接至所述功率因数校正模块，所述反馈控制电路根据所述第一采样信号和所述第二采样信号产生控制信号，并将所述控制信号发送至所述功率因数校正模块，其中，所述控制信号用于通知所述功率因数校正模块停止输出。
2. 根据权利要求1所述的开关电源控制系统，其特征在于，所述反馈控制电路包括多个二极管，所述第一采样电路和第二采样电路分别与所述多个二极管中的一个的阳极相连接，以使所述多个二极管接收所述第一采样信号和所述第二采样信号，所有二极管的阴极彼此相连，以根据所述第一采样信号和所述第二采样信号形成第一控制信号；光耦隔离电路，所述光耦隔离电路的输入端与所有所述二极管的阴极连接，用于根据所述第一控制信号输出第二控制信号；放大电路，所述放大电路的输入端连接至所述光耦隔离电路的输出端，所述放大电路的输出端连接至所述功率因数校正模块，用于放大所述第二控制信号，形成所述控制信号，并输出至功率因数校正模块。
3. 根据权利要求1所述的开关电源控制系统，其特征在于，开关电源控制系统还包括第一控制模块和第二控制模块，其中，所述第一控制模块连接于所述第一转换电压模块与所述第一采样电路之间；所述第二控制模块连接于所述第二转换电压模块与所述第二采样电路之间。
4. 一种开关电源控制方法，其特征在于，包括以下步骤对功率因数校正模块输出的电压信号进行转换，得到第一 电压输出信号和第二电压输出信号；分别对所述第一电压输出信号和第二电压输出信号进行采样，得到第一采样信号和第二采样信号；根据所述第一采样信号和第二采样信号生成控制信号，并将所述控制信号发送给所述功率因数校正模块；所述功率因数校正模块根据所述控制信号调整所输出的电压信号。
5. 根据权利要求4所述的开关电源控制方法，其特征在于，根据所述第一采样信号和第二采样信号生成控制信号的步骤包括当所述第一采样信号和第二采样信号中的至少一个包括异常信号时，生成用于通知所述功率因数校正模块停止输出的控制信号。
6.根据权利要求5所述的开关电源控制方法，其特征在于，所述异常信号包括过压信号和过流信号。
全文摘要
本发明提供了一种开关电源控制系统和方法，其中开关电源控制系统包括功率因数校正模块；第一转换电压模块和第二转换电压模块，分别与功率因数校正模块连接；第一采样电路和第二采样电路，分别与第一转换电压模块和第二转换电压模块连接，开关控制系统还包括反馈控制电路，具有第一输入端，连接至第一采样电路，用于接收第一采样电路的第一采样信号；第二输入端连接至第二采样电路，用于接收第二采样电路的第二采样信号；输出端，连接至功率因数校正模块，反馈控制电路根据第一采样信号和第二采样信号产生控制信号，并将控制信号发送至功率因数校正模块，其中，控制信号用于通知所述功率因数校正模块停止输出。
文档编号H02H7/10GK101777846SQ20091020678
公开日2010年7月14日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者唐蕾, 徐世文, 王丽雯 申请人:四川虹欧显示器件有限公司