一种全桥变换器电路及液晶显示设备的制作方法

本发明涉及一种显示技术领域，尤其是涉及一种全桥变换器电路及液晶显示设备。

背景技术：

全桥变换器是功率输出功率最高的一类，因此全桥变换器的功率开关的损耗就成为特别关注的问题。在普通全桥变换器中，对角的功率开关是同时动作的。这使得全桥变换器中的变压器的一次绕组输入不再为低阻抗回路，导致由变压器的漏感和全桥变换器的励磁电感引起噪声。目前这种噪声只能通过有损吸收网络来减少。但是这样会降低全桥变换器的输出效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种全桥变换器电路，以提高全桥变换器的输出效率。

本发明的另一目的在于提供一种液晶显示设备。

为了实现上述目的，本发明实施方式提供如下技术方案：

本发明提供一种全桥变换器电路，包括全桥变换器单元、第一延时选通单元、第二延时选通单元及控制器，所述全桥变换器单元包括第一电开关、第二电开关、第三电开关、第四电开关、变压器及整流器，所述第一电开关与所述第四电开关为第一对角开关，所述第二电开关与所述第三电开关为第二对角开关，所述第一电开关与所述第二电开关串联在电压输入端与地之间，所述第三电开关与所述第四电开关串联在所述电压输入端与地之间，所述变压器的初级线圈的第一端连接至所述第一电开关与所述第二电开关之间的节点，所述变压器的初级线圈的第二端连接至所述第三电开关与所述第四电开关之间的节点，所述变压器的次级线圈的两端连接至所述整流器的两输入端，所述整流器的两输出端作为电压输出端，所述控制器的第一端连接至所述第二电开关，所述控制器的第二端通过第一延时选通单元连接至所述第一电开关，所述控制器的第三端通过所述第二延时选通单元连接至所述第三电开关，所述控制器的第四端连接至所述第四电开关，所述控制器控制所述第一对角开关及所述第二对角开关依次导通，且所述第一电开关及第三电开关在其漏极电压为零时导通。

其中，所述控制器控制所述第二电开关在其源极处的电压等于其漏极处的电压时导通，且控制所述第四电开关在其源极处的电压等于其漏极处的电压时导通。

其中，所述第一延时选通单元包括第五电开关、第六电开关、第一电阻、第二电阻及第一电容，所述第一电阻及所述第二电阻依次串联连接在所述控制器的第二端与地之间，所述第一电容并联在所述第二电阻的两端，所述第五电开关的控制端连接至所述第一电阻与所述第二电阻之间的节点，所述第五电开关的第一端连接至所述第六电开关的控制端，所述第五电开关的第二端接地，所述第六电开关的第一端连接至所述第一电开关，以控制所述第一电开关的通断，所述第六电开关的第二端连接至所述控制器的第二端。

其中，所述第二延时选通单元包括第七电开关、第八电开关、第三电阻、第四电阻及第二电容，所述第三电阻及所述第四电阻依次串联连接在所述控制器的第三端与地之间，所述第二电容并联在所述第四电阻的两端，所述第七电开关的控制端连接至所述第三电阻与所述第四电阻之间的节点，所述第七电开关的第一端连接至所述第八电开关的控制端，所述第七电开关的第二端接地，所述第八电开关的第一端连接至所述第三电开关，以控制所述第三电开关的通断，所述第八电开关的第二端连接至所述控制器的第三端。

其中，所述第一电开关的控制端连接至所述第六电开关的第一端，所述第一电开关的第一端连接至所述第二电开关的第二端，所述第一电开关的第二端接地，所述第二电开关的控制端连接至所述控制器的第一端，所述第二电开关的第一端连接至所述电压输入端，所述第三电开关的控制端连接至所述第八电开关的第一端，所述第三电开关的第一端连接至所述第四电开关的第二端，所述第三电开关的第二端接地，所述第四电开关的控制端连接至所述控制器的第四端，所述第四电开关的第一端连接至所述电压输入端。

其中，所述全桥变换器电路还包括第五电阻、第六电阻、第七电阻及第八电阻，所述第一电开关的控制端通过所述第五电阻连接至所述第六电开关的第一端，所述第二电开关的控制端通过所述第六电阻连接至所述控制器的第二端，所述第三电开关的控制端通过所述第七电阻连接至所述第八电开关的第一端，所述第四电开关的控制端通过所述第八电阻连接至所述控制器的第四端。

其中，所述第一电开关、所述第二电开关、所述第三电开关及所述第四电开关均为NPN型场效应管，所述第一电开关、所述第二电开关、所述第三电开关及所述第四电开关的控制端、第一端及第二端分别为栅极、漏极及源极。

其中，所述第五电开关及所述第七电开关为NPN型三极管，所述第五电开关及所述第七电开关的控制端、第一端及第二端分别为基极、集电极及发射极，所述第六电开关及第八电开关为PNP型三极管，所述第六电开关及所述第八电开关的控制端、第一端及第二端分别为基极、集电极及发射极。

其中，所述全桥变换器电路还包括电感及第三电容，所述整流器的一个输出端连接至所述电感的第一端，所述电感的第二端作为所述电压输出端，所述整流器的另一个输出端接地，所述第三电容的正极连接至所述电感的第二端，所述第三电容的负极接地。

本发明还提供一种液晶显示设备，包括上述的全桥变换器电路。

本发明实施例具有如下优点或有益效果：

本发明的一种全桥变换器电路，包括全桥变换器单元、第一延时选通单元、第二延时选通单元及控制器，所述全桥变换器单元包括第一电开关、第二电开关、第三电开关、第四电开关、变压器及整流器，所述第一电开关与所述第四电开关为第一对角开关，所述第二电开关与所述第三电开关为第二对角开关，所述第一电开关与所述第二电开关串联在电压输入端与地之间，所述第三电开关与所述第四电开关串联在所述电压输入端与地之间，所述变压器的初级线圈的第一端连接至所述第一电开关与所述第二电开关之间的节点，所述变压器的初级线圈的第二端连接至所述第三电开关与所述第四电开关之间的节点，所述变压器的次级线圈的两端连接至所述整流器的两输入端，所述整流器的两输出端作为电压输出端，所述控制器的第一端连接至所述第二电开关，所述控制器的第二端通过第一延时选通单元连接至所述第一电开关，所述控制器的第三端通过所述第二延时选通单元连接至所述第三电开关，所述控制器的第四端连接至所述第四电开关，所述控制器控制所述第一对角开关及所述第二对角开关依次导通，且所述第一电开关及第三电开关在其漏极电压为零时导通。由于所述第一电开关及所述第三电开关为零电位导通，则第一电开关及所述第三电开关的功耗为零，从而提高了全桥变换器电路的转换效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一方案实施例提供的一种全桥变换器电路的电路图；

图2是图1中的控制器驱动第一电开关、第二电开关、第三电开关及第四电开关的驱动波形图；

图3是图1的全桥变换器单元中的上管及下管导通的电压波形图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。若本说明书中出现“工序”的用语，其不仅是指独立的工序，在与其它工序无法明确区别时，只要能实现该工序所预期的作用则也包括在本用语中。另外，本说明书中用“～”表示的数值范围是指将“～”前后记载的数值分别作为最小值及最大值包括在内的范围。在附图中，结构相似或相同的用相同的标号表示。

请参阅图1，本发明第一方案实施例提供一种全桥变换器电路100。所述全桥变换器电路100包括全桥变换器单元10、第一延时选通单元20、第二延时选通单元30及控制器40。所述全桥变换器单元10包括第一电开关Q1、第二电开关Q2、第三电开关Q3、第四电开关Q4、变压器T及整流器Z，所述第一电开关Q1与所述第四电开关Q4为第一对角开关，所述第二电开关Q2与所述第三电开关Q3为第二对角开关，所述第一电开关Q1与所述第二电开关Q2串联在电压输入端Vin与地之间，所述第三电开关Q3与所述第四电开关Q4串联在所述电压输入端Vin与地之间，所述变压器T的初级线圈的第一端连接至所述第一电开关Q1与所述第二电开关Q2之间的节点，所述变压器T的初级线圈的第二端连接至所述第三电开关Q3与所述第四电开关Q4之间的节点，所述变压器T的次级线圈的两端连接至所述整流器Z的两输入端，所述整流器Z的两输出端作为电压输出端，所述控制器40的第二端通过第一延时选通单元20连接至所述第一电开关Q1，所述控制器40的第一端连接至所述第二电开关Q2，所述控制器40的第四端连接至所述第四电开关Q4，所述控制器40的第三端通过所述第二延时选通单元30连接至所述第三电开关Q3，所述控制器40控制所述第一对角开关及所述第二对角开关依次通道，且所述第一电开关Q1及第三电开关Q3在其漏极电压为零时导通。

需要说明的是，请继续参阅图2，所述控制器40控制至每一对角开关中的电开关的导通时间相同。即当所述控制器40控制所述第一电开关Q1及第四电开关Q4导通时，所述第一电开关Q1及所述第四电开关Q4的导通时间相同。由于所述第一延时选通单元20连接至所述第一电开关Q1，所述第四电开关Q4先关断，所述第一电开关Q1后关断。通过当所述控制器40控制所述第二电开关Q2及第三电开关Q3导通时，所述第二电开关Q2及所述第三电开关Q3的导通时间相同。由于所述第二延时选通单元30连接至所述第三电开关Q3，所述第二电开关Q2先关断，所述第三电开关Q1后关断。所述控制器40先控制一对对角开关导通，并在导通的对角开关中最后关断的电开关即将关断时控制另一对对角开关导通。

在本实施例中，所述第一电开关Q1及所述第三电开关Q3处于下管位置。所述第二电开关Q2及所述第四电开关Q4处于上管位置。由于所述第一延时选通单元20及所述第二延时选通单元30的存在，处于导通状态的一对对角开关的寄生电容与所述变压器T的漏电感构成谐振结构，因此，所述变压器的初级线圈的两端产生振荡电压，通过所述第一延时选通单元20及所述第二延时选通单元30的延时时间的设定，可以使得当连接所述第一延时选通单元20或第二延时选通单元30的电开关的漏极处的振荡电压为零时，该电开关导通，则该电开关为零电压导通。

例如，所述控制器40控制所述第一电开关Q1及所述第四电开关Q4先导通时，由于所述第一延时选通单元20的存在，所述第四电开关Q4导通，所述第一电开关Q1延时导通，则所述第一电开关Q1、所述第四电开关Q4及所述变压器T之间构成谐振结构。所述变压器T的初级线圈的两端产生振荡电压，通过调整所述第一延时选通单元20的参数使得所述第一电开关Q1的漏极的振荡电压为零时所述第一电开关Q1导通。则，所述第一电开关Q1为零电压导通。同理，所述第二电开关Q2、所述第三电开关Q3及变压器T可以构成谐振结构。通过调整所述第二延时选通单元30的参数使得所述第三电开关Q3的漏极的振荡电压为零时所述第三电开关Q3导通。则，所述第三电开关Q3为零电压导通。则所述全桥变换器单元中的处于下管位置第一电开关Q1及所述第三电开关Q3的功耗为零，从而提高了全桥变换器电路100的转换效率。

进一步低，所述控制器40控制所述第二电开关Q2在其源极处的电压等于其漏极处的电压时导通，且控制所述第四电开关Q4在其源极处的电压等于其漏极处的电压时导通。

需要说明的是，当所述控制器40控制所述第一电开关Q1及所述第四电开关Q4导通时，所述第一电开关Q1、所述第四电开关Q4及所述变压器T构成谐振结构，所述变压器T的初级线圈的两端产生振荡电压。所述第四电开关Q4的源极处的振荡电压为所述电压输入端的电压时，所述控制器40控制所述第四电开关Q4导通，由于所述第四电开关Q4的源极与漏极的电压相等，则所述第四电开关Q4的电压为零，则所述第四电开关Q4的功耗为零(参见图3)。同理，当所述控制器40控制所述第二电开关Q2及所述第三电开关Q3导通时，所述第二电开关Q2、所述第三电开关Q3及所述变压器T构成谐振结构，所述变压器T的初级线圈的两端产生振荡电压。所述第二电开关Q2的源极处的振荡电压为所述电压输入端的电压时，所述控制器40控制所述第二电开关Q2导通，由于所述第二电开关Q2的源极与漏极的电压相等，则所述第二电开关Q2的电压为零，则所述第二电开关Q2的功耗为零(参见图3)。因此，所述全桥变换器单元中的处于上管位置第二电开关Q2及所述第四电开关Q4的功耗为零，更加提高了全桥变换器电路100的转换效率。

需要说明的是，所述控制器40可以侦测到所述第一电开关Q1及所述三电开关Q3的漏极处的振荡电压，以及所述第二电开关Q2及所述四电开关Q4的源极处的振荡电压。

在本实施例中，所述第一电开关Q1、所述第二电开关Q2、所述第三电开关Q3及所述第四电开关Q4均为NPN型场效应管，所述第一电开关Q1、所述第二电开关Q2、所述第三电开关Q3及所述第四电开关Q4的控制端、第一端及第二端分别为栅极、漏极及源极。在其他实施例中，所述第一电开关Q1、所述第二电开关Q2、所述第三电开关Q3及所述第四电开关Q4也可以根据实际需要进行调整为其他类型的晶体管。

进一步地，所述第一延时选通单元20包括第五电开关Q5、第六电开关Q6、第一电阻R1、第二电阻R2及第一电容C1，所述第一电阻R1及所述第二电阻R2依次串联连接在所述控制器40的第二端与地之间，所述第一电容C1并联在所述第二电阻R2的两端，所述第五电开关Q5的控制端连接至所述第一电阻R1与所述第二电阻R2之间的节点，所述第五电开关Q5的第一端连接至所述第六电开关Q6的控制端，所述第五电开关Q5的第二端接地，所述第六电开关Q6的第一端连接至所述第一电开关Q1，以控制所述第一电开关Q1的通断，所述第六电开关Q6的第二端连接至所述控制器40的第二端。

在本实施例中，所述第五电开关Q5为NPN型三极管，所述第六电开关Q6为PNP型三极管。所述第五电开关Q5的控制端、第一端及第二端分别为基极、集电极及发射极，所述第六电开关Q6的控制端、第一端及第二端分别为基极、集电极及发射极。所述控制器40的第二端输出的信号首先通过第一电阻R1、所述第二电阻R2对所述第一电容C1进行充电，充电时间常数为t＝R2*C1，其中，在该等式中，R2表示所述第二电阻R2的阻值，C1表示所述第一电容C1的容值。充电完成后所述第五电开关Q5基极电压升高，所述第五电开关Q5导通，所述第五电开关Q5导通后拉低所述第六电开关Q6基极电压，所述第六电开关Q6导通，使得所述第一电开关Q1导通。通过调整所述第二电阻R2的阻值及所述第一电容C1的容值来改变所述第一电容C1的充电时间，即为所述第一电开关Q1的被导通的时间。

所述第二延时选通单元30包括第七电开关Q7、第八电开关Q8、第三电阻R3、第四电阻R4及第二电容C2，所述第三电阻R3及所述第四电阻R4依次串联连接在所述控制器40的第三端与地之间，所述第二电容C2并联在所述第四电阻R4的两端，所述第七电开关Q7的控制端连接至所述第三电阻R3与所述第四电阻R4之间的节点，所述第七电开关Q7的第一端连接至所述第八电开关Q8的控制端，所述第七电开关Q7的第二端接地，所述第八电开关Q8的第一端连接至所述第三电开关Q3，以控制所述第三电开关Q3的通断，所述第八电开关Q8的第二端连接至所述控制器40的第三端。

在本实施例中，所述第七电开关Q7为NPN型三极管，所述第八电开关Q8为PNP型三极管。所述第七电开关Q7的控制端、第一端及第二端分别为基极、集电极及发射极，所述第八电开关Q8的控制端、第一端及第二端分别为基极、集电极及发射极。所述控制器40的第三端输出的信号首先通过第三电阻R3、所述第四电阻R4对所述第二电容C2进行充电，充电时间常数为t＝R4*C2，其中，在该等式中，R4表示所述第四电阻R2的阻值，C2表示所述第二电容C2的容值。充电完成后所述第七电开关Q7基极电压升高，所述第七电开关Q7导通，所述第七电开关Q7导通后拉低所述第八电开关Q8基极电压，所述第八电开关Q7导通，使得所述第三电开关Q3导通。通过调整所述第四电阻R4的阻值及所述第二电容C2的容值来改变所述第二电容C2的充电时间，即为所述第三电开关Q3的被导通的时间。

进一步地，所述第一电开关Q1的控制端连接至所述第六电开关Q6的第一端，所述第一电开关Q1的第一端连接至所述第二电开关Q2的第二端，所述第一电开关Q1的第二端接地，所述第二电开关Q2的控制端连接至所述控制器40的第一端，所述第二电开关Q2的第一端连接至所述电压输入端Vin，所述第三电开关Q3的控制端连接至所述第八电开关Q8的第一端，所述第三电开关Q3的第一端连接至所述第四电开关Q4的第二端，所述第三电开关Q3的第二端接地，所述第四电开关Q4的控制端连接至所述控制器40的第四端，所述第四电开关Q4的第一端连接至所述电压输入端Vin。

进一步地，所述全桥变换器电路100还包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7及第八电阻R8，所述第一电开关Q1的控制端通过所述第五电阻R5连接至所述第六电开关Q6的第一端，所述第二电开关Q2的控制端通过所述第六电阻R6连接至所述控制器40的第二端，所述第三电开关Q3的控制端通过所述第七电阻R7连接至所述第八电开关Q8的第一端，所述第四电开关Q4的控制端通过所述第八电阻R8连接至所述控制器40的第四端。

其中，所述第五电阻R5、所述第六电阻R6、所述第七电阻R7及所述第八电阻R8均起到限流的作用。

进一步地，所述全桥变换器电路100还包括电感L及第三电容C3，所述整流器Z的一个输出端连接至所述电感L的第一端，所述电感L的第二端作为所述电压输出端，所述整流器Z的另一个输出端接地。所述第三电容C3的正极连接至所述电感L的第二端，所述第三电容C3的负极接地。

其中，所述电感L的作用是抑制所述整流器Z输出的直流电压的脉冲成分。所述第三电容C3的作用是储能。

本发明第二方案实施例还提供一种液晶显示设备。所述液晶显示设备包括上述第一方案实施例中的全桥变换器电路100。由于所述全桥变换器电路100的结构和功能已经进行了详细的说明，故在此不再赘述。

在本实施例中，所述液晶显示器设备包括所述全桥变换器电路100。所述全桥变换器电路100包括全桥变换器单元10、第一延时选通单元20、第二延时选通单元30及控制器40。所述全桥变换器单元10包括第一电开关Q1、第二电开关Q2、第三电开关Q3、第四电开关Q4、变压器T及整流器Z，所述第一电开关Q1与所述第四电开关Q4为第一对角开关，所述第二电开关Q2与所述第三电开关Q3为第二对角开关，所述第一电开关Q1与所述第二电开关Q2串联在电压输入端Vin与地之间，所述第三电开关Q3与所述第四电开关Q4串联在所述电压输入端Vin与地之间，所述变压器T的初级线圈的第一端连接至所述第一电开关Q1与所述第二电开关Q2之间的节点，所述变压器T的初级线圈的第二端连接至所述第三电开关Q3与所述第四电开关Q4之间的节点，所述变压器T的次级线圈的两端连接至所述整流器Z的两输入端，所述整流器Z的两输出端作为电压输出端，所述控制器40的第二端通过第一延时选通单元20连接至所述第一电开关Q1，所述控制器40的第一端连接至所述第二电开关Q2，所述控制器40的第四端连接至所述第四电开关Q4，所述控制器40的第三端通过所述第二延时选通单元30连接至所述第三电开关Q3，所述控制器40控制所述第一对角开关及所述第二对角开关依次通道，且所述第一电开关Q1及第三电开关Q3在其漏极电压为零时导通。由于所述第一电开关Q1及所述第三电开关Q3为零电位导通，则第一电开关Q1及所述第三电开关Q3的功耗为零，从而提高了全桥变换器电路100的转换效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。