一种ac-dc变换器、电源板和显示装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种AC-DC变换器、电源板和显示装置，以解决现有技术中负载短路时电流突然上升，所导致的电路的器件损坏的问题。AC-DC变换器包括：AC-DC变换电路；变压器，其初级线圈的第一端耦接于所述AC-DC变换电路的正极输出端，所述初级线圈的第二端用于接负载；其次级线圈的第一端耦接于电压监测电路的输入端，所述次级线圈的第二端接地；控制电路，其输入端耦接于所述电压监测电路的输出端，其输出端耦接于所述AC-DC变换电路；所述电压监测电路在所述变压器的次级线圈的第一端输出的电压超过第一阈值时，输出一控制电压；所述控制电路在所述控制电压超过第二阈值时，控制所述AC-DC变换电路停止供电。
【专利说明】—种AC-DC变换器、电源板和显示装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子控制领域，尤其涉及一种AC-DC变换器、电源板和显示装置。
【背景技术】
[0002]液晶显示装置(例如液晶显示器和液晶电视)中的电源板用于将输入的交流电转换为直流电，为背光源、液晶驱动电路等提供电源。而背光源、液晶驱动电路作为电源板的负载，若出现短路，则可能导致电流过大引起线材起火等危险情况发生。
[0003]当前的电源板中已经有相应的保护电路，对电源板负载短路的情况进行保护，通过电阻分压的方式对输出电压进行监测，当电压发生异常后(例如输出电压过大)，将电源输出关断，对负载进行保护。但是负载短路时，电源板中的电流在短时间突然上升，会对负载和电源板的器件造成强电流的冲击，在电源输出关断前就可能导致部分器件损坏。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种AC-DC变换器、电源板和显示装置，以解决现有技术中负载短路时电流突然上升，所导致的电路的器件损坏的问题。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]本发明实施例提供一种AC-DC变换器，包括:
[0007]AC-DC变换电路；
[0008]变压器，所述变压器包括初级线圈及次级线圈，所述初级线圈的第一端耦接于所述AC-DC变换电路的正极输出端，所述初级线圈的第二端用于接负载；所述次级线圈的第一端耦接于电压监测电路的输入端，所述次级线圈的第二端接地；
[0009]控制电路，其输入端耦接于所述电压监测电路的输出端，其输出端耦接于所述AC-DC变换电路；
[0010]所述电压监测电路在所述变压器的次级线圈的第一端输出的电压超过第一阈值时，输出一控制电压；所述控制电路在所述控制电压超过第二阈值时，控制所述AC-DC变换电路停止供电。
[0011]本发明实施例中，AC-DC变换器的输出端设置有变压器，使AC-DC变换电路输出的电流经变压器的初级线圈后提供给负载，在负载短路时，变压器能够延缓AC-DC变换器的输出电流的上升，使控制电路可以在电流上升过程中、且电流并不是很强时就关断供电，从而避免强电流对器件冲击所造成的器件损坏。
[0012]优选的，所述AC-DC变换电路包括整流器、滤波电容及开关变换器；
[0013]所述整流器的第一输入端接收交流电源的正极输出信号，其第二输入端接交流电源的负极输出端；其第一输出端分别接所述开关变换器输入端和所述滤波电容的正极，其第二输出端分别接所述AC-DC变换电路的负极输出端和所述滤波电容的负极；
[0014]所述开关变换器的输出端接所述AC-DC变换电路的正极输出端。
[0015]优选的，所述电压监测电路包括串接的第一稳压管、第一电阻和第二电阻；
[0016]所述第一稳压管的正极接所述电压监测电路的输入端；
[0017]所述第一电阻的第一端耦接于所述第一稳压管的负极，所述第二电阻的第一端耦接于所述第一电阻的第二端，所述第二电阻的第一端还接所述电压监测电路的输出端，所述第二电阻的第二端接地。
[0018]优选的，所述电压监测电路的所述第一稳压管的正极接收到的所述变压器的所述次级线圈的第一端输出的电压超过所述第一阈值时，所述第一稳压管导通；所述第一电阻和所述第二电阻对所述第一稳压管的负极输出的电压进行分压，由所述第二电阻的第一端输出所述控制电压。
[0019]优选的，所述控制电路包括:
[0020]继电器，所述继电器耦接于所述控制电路和所述AC-DC变换电路之间；
[0021]控制芯片，所述控制芯片的信号输入端接所述控制电路的输入端；
[0022]高频开关管，其控制端耦接于所述控制芯片的信号输出端，其源极端接所述继电器，其漏极端接地；
[0023]第三电阻，其第一端接所述高频开关管的控制端，其第二端接地。
[0024]优选的，所述控制电路的所述控制芯片的信号输入端接收所述电压监测电路输出的所述控制电压超过第二阈值时，所述控制芯片控制所述高频开关管导通；
[0025]导通的所述高频开关管使所述AC-DC变换电路的所述继电器动作，关断所述AC-DC变换电路的供电。
[0026]优选的，所述继电器包括继电器线圈、常开触点、常闭触点和公共端；所述继电器线圈的第一端通过二极管接高电平电源，所述继电器线圈的第二端接高电平电源，所述继电器的公共端接所述交流电源的正极输出端，所述继电器的常开触点接所述整流器的第一输入端；
[0027]所述AC-DC变换器正常工作时，所述继电器的常开触点和公共端连接，所述整流器的第一输入端接收交流电源的正极输出信号；所述AC-DC变换器的负载短路时，所述继电器的常闭触点和公共端连接，所述整流器的第一输入端无法接收交流电源的正极输出信号，从而关断所述AC-DC变换电路的供电。
[0028]优选的，所述AC-DC变换电路还包括保险管，所述保险管设置于交流电源的正极输出端和所述继电器的公共端之间。本实施例中，通过设置保险管进一步增加AC-DC变换电路的安全性。
[0029]本发明实施例有益效果如下:本发明实施例提供的AC-DC变换器的输出端设置有变压器，使AC-DC变换电路输出的电流经变压器的初级线圈后提供给负载，在负载短路时，变压器能够延缓AC-DC变换器的输出电流的上升，使控制电路可以在电流上升过程中、且电流并不是很强时就关断供电，从而避免强电流对器件冲击所造成的器件损坏；进一步的，变压器能够使AC-DC变换器的输出端与电压监测电路和控制电路分离，从而确保AC-DC变换器不会受到短路电流的冲击。
[0030]本发明实施例提供一种电源板，包括如上述实施例提供的AC-DC变换器。
[0031]本发明实施例有益效果如下:电源板的AC-DC变换器的输出端设置有变压器，使AC-DC变换电路输出的电流经变压器的初级线圈后提供给负载，在负载短路时，变压器能够延缓AC-DC变换器的输出电流的上升，使控制电路可以在电流上升过程中、且电流并不是很强时就关断供电，从而避免强电流对器件冲击所造成的器件损坏；进一步的，变压器能够使AC-DC变换器的输出端与电压监测电路和控制电路分离，从而确保AC-DC变换器不会受到短路电流的冲击。
[0032]本发明实施例提供一种显示装置，包括如上述实施例提供的电源板。
[0033]本发明实施例有益效果如下:电源板的AC-DC变换器的输出端设置有变压器，使AC-DC变换电路输出的电流经变压器的初级线圈后提供给负载，在负载短路时，变压器能够延缓AC-DC变换器的输出电流的上升，使控制电路可以在电流上升过程中、且电流并不是很强时就关断供电，从而避免强电流对器件冲击所造成的器件损坏；进一步的，变压器能够使AC-DC变换器的输出端与电压监测电路和控制电路分离，从而确保AC-DC变换器不会受到短路电流的冲击。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为本发明实施例提供的AC-DC变换器的结构示意图；
[0035]图2为本发明实施例提供的一种具体的AC-DC变换器的电路原理图；
[0036]图3为现有技术中负载短路时电流随时间变化的示意图；
[0037]图4本发明实施例提供的AC-DC变换器中负载短路时电流随时间变化的示意图。
【具体实施方式】
[0038]下面结合说明书附图对本发明实施例的实现过程进行详细说明。需要注意的是，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0039]实施例一
[0040]参见图1，本发明实施例提供一种AC-DC转换器，包括AC-DC变换电路101、变压器102、电压监测电路103和控制电路104。
[0041]变压器102，变压器102包括初级线圈和次级线圈；其初级线圈的第一端耦接于AC-DC变换电路的正极输出端，初级线圈的第二端用于接负载；其次级线圈的第一端耦接于电压监测电路103的输入端，次级线圈的第二端接地；
[0042]控制电路104，其输入端耦接于电压监测电路103的输出端，其输出端耦接于AC-DC变换电路101 ;
[0043]电压监测电路103在变压器102的次级线圈的第一端输出的电压超过第一阈值时，输出一控制电压；控制电路104在控制电压超过第二阈值时，控制AC-DC变换电路101
停止供电。
[0044]本发明实施例中，AC-DC变换器100的输出端设置有变压器，使AC-DC变换电路101输出的电流经变压器102的初级线圈后提供给负载，在负载短路时，变压器102能够延缓AC-DC变换器100的输出电流的上升，使控制电路104可以在电流上升过程中、且电流并不是很强时就关断供电，从而避免强电流对器件冲击所造成的器件损坏。
[0045]参见图2，依据图1所示的AC-DC变换器的结构示意图及本发明的思想，提供一种较具体的AC-DC变换器的电路原理图。AC-DC变换器包括AC-DC变换电路101、变压器102、电压监测电路103和控制电路104。
[0046]变压器102 (如图2所示的变压器Tl)，其初级线圈的第一端耦接于AC-DC变换电路的正极输出端，初级线圈的第二端用于接负载；其次级线圈的第一端耦接于电压监测电路103的输入端，次级线圈的第二端接地GND ；
[0047]控制电路104，其输入端耦接于电压监测电路103的输出端，其输出端耦接于AC-DC变换电路101 ;
[0048]电压监测电路103在变压器102的次级线圈的第一端输出的电压超过第一阈值时，输出一控制电压；控制电路104在控制电压超过第二阈值时，控制AC-DC变换电路101
停止供电。
[0049]AC-DC变换电路101包括整流器D3、滤波电容Cl及开关变换器SCl ；
[0050]整流器D3的第一输入端接收交流电源的正极输出信号，其第二输入端接交流电源的负极输出端；其第一输出端分别接开关变换器SCl输入端和滤波电容Cl的正极，其第二输出端分别接AC-DC变换电路101的负极输出端和滤波电容Cl的负极；
[0051]开关变换器SCl的输出端接AC-DC变换电路101的正极输出端。
[0052]在本实施例中，整流器D3为第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管组成的桥式整流器，用于将AC-DC变换电路101的输入端接收的交流电压整流为直流电压。当然也可以选用能够实现AC-DC转换的其他类型整流器。滤波电容Cl对整流器D3输出的直流电压进行滤波，滤波后的直流电压经开关变换器SCl可以转换为不同电压值的直流电压。在AC-DC变换电路101正常工作的整个过程，继电器JKl使AC-DC变换电路101为导通状态，在出现异常情况时，继电器JKl使AC-DC变换电路101为关断状态，从而关断所述AC-DC变换电路101的供电。
[0053]电压监测电路103包括:
[0054]串接的第一稳压管Dl、第一电阻Rl和第二电阻R2 ；
[0055]第一稳压管Dl的正极接电压监测电路103的输入端；
[0056]第一电阻Rl的第一端稱接于第一稳压管Dl的负极,第二电阻的R2第一端稱接于第一电阻Rl的第二端，第二电阻R2的第一端还接电压监测电路103的输出端，第二电阻R2的第二端接地GND。
[0057]在AC-DC变换器工作过程，电压监测电路103的第一稳压管Dl的正极接收到的变压器102的次级线圈的第一端输出的电压超过第一阈值时,第一稳压管Dl导通；第一电阻Rl和第二电阻Rl对第一稳压管Dl的负极输出的电压进行分压，由第二电阻R2的第一端输出控制电压。
[0058]电压监测电路103的第一稳压管Dl的正极接收到的变压器102的次级线圈的第一端输出的电压超过第一阈值时，第一稳压管Dl导通；第一电阻Rl和第二电阻R2对第一稳压管Dl的负极输出的电压进行分压，由第二电阻R2的第一端输出控制电压。
[0059]控制电路104包括:
[0060]继电器JKl，所述继电器JKl耦接于所述控制电路104和所述AC-DC变换电路101之间；
[0061]控制芯片MCU，控制芯片MCU的信号输入端为控制电路104的输入端；
[0062]高频开关管Q1，其控制端耦接于控制芯片MCU的信号输出端，其源极端接继电器JKl，其漏极端接地GND ；
[0063]第三电阻R3，其第一端接高频开关管Ql的控制端，其第二端接地GND。
[0064]在AC-DC变换器工作过程，控制电路104的控制芯片MCU的信号输入端接收的电压监测电路103输出的控制电压超过第二阈值时，控制芯片MCU控制高频开关管Ql导通；导通的高频开关管Ql使AC-DC变换电路101的继电器JKl动作，关断AC-DC变换电路101的供电。
[0065]继电器JKl包括继电器线圈(继电器线圈包括第一端4和第二端5)、常开触点2、常闭触点3和公共端I ;继电器线圈的第一端4通过二极管D2接高电平电源VCC，继电器线圈的第二端5接高电平电源VCC，继电器JKl的公共端I接交流电源的正极输出端，继电器的常开触点2接整流器D3的第一输入端；
[0066]AC-DC变换器正常工作时，继电器JKl的常开触点2和公共端I连接，整流器D3的第一输入端接收交流电源的正极输出信号；AC-DC变换器的负载短路时,继电器JKl的常闭触点3和公共端I连接，整流器D3的第一输入端无法接收交流电源的正极输出信号，从而关断AC-DC变换电路101的供电。
[0067]本实施例中，高频开关管Ql可以为N沟道或P沟道的功率M0SFET，或者是包括IGBT的半导体开关器件。当然对应N沟道或P沟道的功率M0SFET，提供的控制电压有所不同，例如N沟道的MOSFET对应高电平开启，P沟道的MOSFET对应低电平开启，以能够保证负载短路时继电器JKl关断即可，在此不再赘述。
[0068]优选的，所述AC-DC变换电路还包括保险管F，保险管F设置于交流电源的正极输出端和继电器JK的公共端之间。本实施例中，通过设置保险管F增加AC-DC变换电路的安全性。
[0069]本实施例中，AC-DC变换器的工作原理如下:
[0070]当AC-DC变换电路101的输出端发生短路时，变压器Tl的初级线圈上电流发生较大变化，在初级线圈产生感应电压Ul，从而变压器Tl次级线圈产生感应电压U2，若U2大于第一阈值(第一阈值即第一稳压管Dl的击穿电压)，则第一稳压管Dl被击穿,加在分压电阻Rl和R2上的电压为U2-Vd(Vd为第一稳压管电压)，从而第一电阻Rl和第二电阻R2之间的分压Uc = (U2-Vd) *R2/ (R1+R2)。该分压UC被提供给控制芯片MCU，若分压UC大于第二阈值(该第二阈值在控制芯片MCU中预先设定)，则判定AC-DC变换器的输出端短路(即负载短路)，控制芯片MCU输出控制信号开启高频开关管Ql，使继电器JKl的继电器线圈的第一端I的电压通过高频开关管Ql的源极和漏极接地GND，继电器JKl的常闭触点3和公共端I连接，整流器D3的第一输入端无法接收交流电源的正极输出信号，从而关断AC-DC变换电路101的供电；若分压UC小于该第二阈值，则判定AC-DC变换器的输出端只是正常的负载电流增加。
[0071]参见图3示出的现有技术中AC-DC变换器在负载短路时电流随时间变化的示意图，其中I为电流，T为时间。可见现有技术中，AC-DC变换器在负载短路时，电流突然上升。参见图4示出的本实施例提供的AC-DC变换器在负载短路时电流随时间变化的示意图，其中I为电流，T为时间；电流I随时间T的变化趋势为一曲线，从而电流的上升时间各到延迟，给切断供电提供了缓冲时间，避免AC-DC变换器和负载端的器件受到强电流的冲击。
[0072]本发明实施例有益效果如下:本发明实施例提供的AC-DC变换器的输出端设置有变压器，使AC-DC变换电路输出的电流经变压器的初级线圈后提供给负载，在负载短路时，变压器能够延缓AC-DC变换器的输出电流的上升，使控制电路可以在电流上升过程中、且电流并不是很强时就关断供电，从而避免强电流对器件冲击所造成的器件损坏；进一步的，变压器能够使AC-DC变换器的输出端与电压监测电路和控制电路分离，从而确保AC-DC变换器不会受到短路电流的冲击。
[0073]实施例二
[0074]本发明实施例提供一种电源板，包括如实施例一提供的AC-DC变换器。
[0075]本发明实施例有益效果如下:电源板的AC-DC变换器的输出端设置有变压器，使AC-DC变换电路输出的电流经变压器的初级线圈后提供给负载，在负载短路时，变压器能够延缓AC-DC变换器的输出电流的上升，使控制电路可以在电流上升过程中、且电流并不是很强时就关断供电，从而避免强电流对器件冲击所造成的器件损坏；进一步的，变压器能够使AC-DC变换器的输出端与电压监测电路和控制电路分离，从而确保AC-DC变换器不会受到短路电流的冲击。
[0076]实施例三
[0077]本发明实施例提供一种显示装置，包括如实施例二提供的电源板。
[0078]本发明实施例有益效果如下:电源板的AC-DC变换器的输出端设置有变压器，使AC-DC变换电路输出的电流经变压器的初级线圈后提供给负载，在负载短路时，变压器能够延缓AC-DC变换器的输出电流的上升，使控制电路可以在电流上升过程中、且电流并不是很强时就关断供电，从而避免强电流对器件冲击所造成的器件损坏；进一步的，变压器能够使AC-DC变换器的输出端与电压监测电路和控制电路分离，从而确保AC-DC变换器不会受到短路电流的冲击。
[0079]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种AC-DC变换器，其特征在于，包括: AC-DC变换电路； 变压器，所述变压器包括初级线圈及次级线圈，所述初级线圈的第一端耦接于所述AC-DC变换电路的正极输出端，所述初级线圈的第二端用于接负载；所述次级线圈的第一端耦接于电压监测电路的输入端，所述次级线圈的第二端接地； 控制电路，其输入端耦接于所述电压监测电路的输出端，其输出端耦接于所述AC-DC变换电路； 所述电压监测电路在所述变压器的次级线圈的第一端输出的电压超过第一阈值时，输出一控制电压；所述控制电路在所述控制电压超过第二阈值时，控制所述AC-DC变换电路停止供电。
2.如权利要求1所述的AC-DC变换器，其特征在于，所述AC-DC变换电路包括整流器、滤波电容及开关变换器； 所述整流器的第一输入端接收交流电源的正极输出信号，其第二输入端接交流电源的负极输出端；其第一输出端分别接所述开关变换器输入端和所述滤波电容的正极，其第二输出端分别接所述AC-DC变换电路的负极输出端和所述滤波电容的负极； 所述开关变换器的输出端接所述AC-DC变换电路的正极输出端。
3.如权利要求2所述的AC-DC变换器，其特征在于，所述电压监测电路包括串接的第一稳压管、第一电阻和第二电阻； 所述第一稳压管的正极接所述电压监测电路的输入端； 所述第一电阻的第一端耦接于所述第一稳压管的负极，所述第二电阻的第一端耦接于所述第一电阻的第二端，所述第二电阻的第一端还接所述电压监测电路的输出端，所述第二电阻的第二端接地。
4.如权利要求3所述的AC-DC变换器，其特征在于，所述电压监测电路的所述第一稳压管的正极接收到的所述变压器的所述次级线圈的第一端输出的电压超过所述第一阈值时，所述第一稳压管导通；所述第一电阻和所述第二电阻对所述第一稳压管的负极输出的电压进行分压，由所述第二电阻的第一端输出所述控制电压。
5.如权利要求4所述的AC-DC变换器，其特征在于，所述控制电路包括: 继电器，所述继电器耦接于所述控制电路和所述AC-DC变换电路之间； 控制芯片，所述控制芯片的信号输入端接所述控制电路的输入端； 高频开关管，其控制端耦接于所述控制芯片的信号输出端，其源极端接所述继电器，其漏极端接地； 第三电阻，其第一端接所述高频开关管的控制端，其第二端接地。
6.如权利要5所述的AC-DC变换器，其特征在于，所述控制电路的所述控制芯片的信号输入端接收所述电压监测电路输出的所述控制电压超过第二阈值时，所述控制芯片控制所述高频开关管导通； 导通的所述高频开关管使所述AC-DC变换电路的所述继电器动作，关断所述AC-DC变换电路的供电。
7.如权利要6所述的AC-DC变换器，其特征在于，所述继电器包括继电器线圈、常开触点、常闭触点和公共端；所述继电器线圈的第一端通过二极管接高电平电源，所述继电器线圈的第二端接高电平电源，所述继电器的公共端接所述交流电源的正极输出端，所述继电器的常开触点接所述整流器的第一输入端； 所述AC-DC变换器正常工作时，所述继电器的常开触点和公共端连接，所述整流器的第一输入端接收交流电源的正极输出信号；所述AC-DC变换器的负载短路时，所述继电器的常闭触点和公共端连接，所述整流器的第一输入端无法接收交流电源的正极输出信号，从而关断所述AC-DC变换电路的供电。
8.如权利要求5所述的AC-DC变换器，其特征在于，所述AC-DC变换电路还包括保险管，所述保险管设置于交流电源的正极输出端和所述继电器的公共端之间。
9.一种电源板，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的AC-DC变换器。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的电源板。
【文档编号】H02H7/125GK104201912SQ201410404297
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】张凯亮, 冈村政和, 先建波 申请人:京东方科技集团股份有限公司