本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種功率因素校正電路、開關(guān)電源及顯示器。

背景技術(shù)：

目前電視顯示器中使用的PFC(Power Factor Correction，功率因素校正)電路大多采用Boost電路或者變壓器來進(jìn)行隔離升壓，但是，在傳統(tǒng)的Boost電路中，當(dāng)輸出電壓大于10倍的輸入電壓時(shí)，電路效率很低且不能進(jìn)行輸出與輸入隔離，進(jìn)而電壓輸入范圍比較??；當(dāng)使用常用的拓?fù)溥M(jìn)行變壓器升壓時(shí)，很難實(shí)現(xiàn)寬范圍輸入。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有功率因素校正電路的上述不足，提供一種功率因素校正電路、開關(guān)電源及顯示器，實(shí)現(xiàn)寬電壓范圍的輸入。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供了一種功率因數(shù)校正電路，包括：變換器，輸入端作為所述功率因素校正電路的輸入端；變壓器，輸入端與所述變換器的輸出端連接，輸出端作為所述功率因素校正電路的輸出端；其中，所述變換器轉(zhuǎn)換輸入到所述變換器的輸入電壓為設(shè)定電壓并輸出至所述變壓器，所述變壓器對所述設(shè)定電壓進(jìn)行變壓以得到輸出電壓。

其中，所述變換器包括所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管，通過控制所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的工作狀態(tài)來轉(zhuǎn)換輸入到所述變換器的輸入電壓為所述設(shè)定電壓。

其中，所述輸入電壓與所述輸出電壓之間的關(guān)系滿足如下公式：Vout＝Vin*Ns/(1-D)，Vin表示所述變換器的輸入電壓，Vout表示所述輸出電壓，Ns表示所述變壓器的初級線圈與次級線圈的匝數(shù)比，D表示控制所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的工作狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)信號的占空比。

其中，所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管的工作狀態(tài)包括：所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管均處于截止?fàn)顟B(tài)、所述第一開關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)而所述第二開關(guān)管處于截止?fàn)顟B(tài)以及所述第一開關(guān)管處于截止?fàn)顟B(tài)而所述第二開關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)。

其中，所述第一開關(guān)管與所述第二開關(guān)管串聯(lián)連接。

其中，所述變換器還包括第一電容、第二電容、電感以及第三電容，其中，第一電容和第二電容相互串聯(lián)連接，相互串聯(lián)連接的所述第一電容和所述第二電容的一端與所述第一開關(guān)管的漏極連接、另一端連接參考地，所述第一電容與所述第二電容之間的節(jié)點(diǎn)與所述變壓器的初級線圈的一端連接，所述電感的一端作為所述變換器的輸入端、另一端與所述第三電容的一端連接，所述第三電容的另一端與所述變壓器的初級線圈的另一端連接，所述第一開關(guān)管的柵極與所述電感和所述第三電容之間的節(jié)點(diǎn)連接，所述第二開關(guān)管的柵極和源極與參考地連接。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是提供了一種開關(guān)電源，包括：整流器，輸入端與交流電連接；功率因素校正電路，輸入端與所述整流器的輸出端連接，輸出端與負(fù)載連接；其中，所述功率因素校正電路包括變換器和變壓器，所述變換器的輸入端與所述整流器的輸出端連接，所述變壓器的輸入端與所述變換器的輸出端連接、輸出端與負(fù)載連接；所述變換器轉(zhuǎn)換輸入到所述變換器的輸入電壓為設(shè)定電壓并輸出至所述變壓器，所述變壓器對所述設(shè)定電壓進(jìn)行變壓以得到輸出電壓并輸出至所述負(fù)載。

其中，所述變換器包括所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管；所述開關(guān)電源還包括控制電路，用于控制所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的工作狀態(tài)以使所述變換器轉(zhuǎn)換輸入到所述變換器的輸入電壓為所述設(shè)定電壓。

其中，所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管的工作狀態(tài)包括：所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管均處于截止?fàn)顟B(tài)、所述第一開關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)而所述第二開關(guān)管處于截止?fàn)顟B(tài)以及所述第一開關(guān)管處于截止?fàn)顟B(tài)而所述第二開關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供了一種顯示器，包括主板以及給主板提供電源的上述的開關(guān)電源。

本發(fā)明的有益效果有：PFC電路通過變換器將輸入電壓轉(zhuǎn)換為設(shè)定電壓，以及變壓器對設(shè)定電壓進(jìn)行變壓，實(shí)現(xiàn)寬電壓范圍輸入，比現(xiàn)有的PFC電路的電壓輸入范圍寬，轉(zhuǎn)換效率高，例如，現(xiàn)有的PFC電路在輸出電壓為380V時(shí)，電壓輸入范圍為65-230V，而本申請的PFC電路的電壓輸入范圍為20-300V。

進(jìn)一步地，通過串聯(lián)連接的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管來實(shí)現(xiàn)升壓，相對于現(xiàn)有PFC電路，在實(shí)現(xiàn)相同范圍的輸入，第一開關(guān)管和第二開關(guān)管所要承受的電壓應(yīng)力小，從而本申請的PFC電路進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)寬電壓范圍輸入。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明的功率因素校正電路實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明上述實(shí)施例的PFC電路的一種具體電路圖；

圖3a-3d是本發(fā)明上述實(shí)施例的PFC電路在不同時(shí)刻時(shí)的等效電路圖；

圖4是本發(fā)明的開關(guān)電源實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明上述實(shí)施例的開關(guān)電源的一種具體電路圖；

圖6是本發(fā)明的顯示器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1所示，是本發(fā)明的功率因素校正電路實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該功率因素校正電路(以下簡稱PFC電路)100包括變換器110和變壓器120，變壓器120的輸入端與變換器110的輸出端連接，變換器110的輸入端作為該P(yáng)FC電路100的輸入端，變壓器120的輸出端作為該P(yáng)FC電路100的輸出端，其中：

變壓器110轉(zhuǎn)換輸入到變換器110的輸入電壓Vin為設(shè)定電壓Vp，并輸出到變壓器120。變壓器對設(shè)定電壓Vp進(jìn)行變壓以得到輸出電壓。

通過上述實(shí)施例，通過變換器將輸入電壓轉(zhuǎn)換為設(shè)定電壓，變壓器對設(shè)定電壓進(jìn)行變壓，實(shí)現(xiàn)PFC電路的寬電壓范圍輸入，例如，相對于現(xiàn)有的PFC電路，輸出電壓為380V時(shí)，電壓輸入范圍由65-230V變成20-300V，轉(zhuǎn)換效率高，可適用于特殊環(huán)境的需求。

具體地，參考圖1和圖2，變換器110包括第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2，通過控制第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2的工作狀態(tài)，轉(zhuǎn)換輸入到變換器110的輸入電壓Vin為設(shè)定電壓Vp，并輸出至變壓器120，以使變壓器120對該設(shè)定電壓Vp進(jìn)行變壓，進(jìn)而變壓器120輸出相應(yīng)的輸出電壓Vout。

進(jìn)一步地，通過控制第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2，變換器110的輸入電壓Vin與設(shè)定電壓Vp之間的關(guān)系滿足如下公式：Vp＝Vin/(1-D)，D表示控制第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2的工作狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)信號Qs的占空比。進(jìn)而變壓器120對該設(shè)定電壓Vp進(jìn)行變壓后，設(shè)定電壓Vp與變壓器120所輸出的輸出電壓Vout之間的關(guān)系為Vout＝Vp*Ns，Ns表示變壓器120的初級線圈與次級線圈的匝數(shù)比，由于變換器110的輸入端作為PFC電路100的輸入端，變壓器120的輸出端作為PFC電路100的輸出端，則該P(yáng)FC電路100的輸入電壓Vin與輸出電壓Vout的關(guān)系為Vout＝Vin*Ns/(1-D)。

具體地，第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2的工作狀態(tài)包括：第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2均處于截止?fàn)顟B(tài)、第一開關(guān)管S1處于導(dǎo)通狀態(tài)而第二開關(guān)管S2處于截止?fàn)顟B(tài)以及第一開關(guān)管S1處于截止?fàn)顟B(tài)而第二開關(guān)管S2處于導(dǎo)通狀態(tài)。

下面結(jié)合一具體電路來對上述實(shí)施例的PFC電路進(jìn)行詳細(xì)說明。

參考圖2，第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2分別為P溝道場效應(yīng)管，第一開關(guān)管S1與第二開關(guān)管S2串聯(lián)連接，即第一開關(guān)管S1的源極與第二開關(guān)管S2的漏極連接，第二開關(guān)管S2的源極連接參考地。驅(qū)動(dòng)信號Qs包括第一驅(qū)動(dòng)信號Qs1和第二驅(qū)動(dòng)信號Qs2，第一驅(qū)動(dòng)信號Qs1輸入至第一開關(guān)管S1的柵極，第二驅(qū)動(dòng)信號Qs2輸入至第二開關(guān)管S2的柵極，即第一驅(qū)動(dòng)信號Qs1控制第一開關(guān)管S1的工作狀態(tài)，第二驅(qū)動(dòng)信號Qs2控制第二開關(guān)管S2的工作狀態(tài)，此時(shí)，通過控制串聯(lián)連接的第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2的工作狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)變換器110將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為設(shè)定電壓Vp并輸出至變壓器120。

本實(shí)施例中，該驅(qū)動(dòng)信號Qs的周期內(nèi)包括第一時(shí)間段和第二時(shí)間段。在第一時(shí)間段內(nèi)，第一驅(qū)動(dòng)信號Qs1與第二驅(qū)動(dòng)信號Qs2同為截止電信號，以使第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2處于截止?fàn)顟B(tài)；在第二時(shí)間段內(nèi)，第一驅(qū)動(dòng)信號Qs1與第二驅(qū)動(dòng)信號Qs2互補(bǔ)，其中，第一驅(qū)動(dòng)信號Qs1與第二驅(qū)動(dòng)信號Qs2互補(bǔ)表示第一驅(qū)動(dòng)信號Qs1與第二驅(qū)動(dòng)信號Qs2的相位差為180°，這樣，第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2不能同時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)或者截止?fàn)顟B(tài)，進(jìn)而當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2其中一個(gè)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)另一個(gè)處于截止?fàn)顟B(tài)。

進(jìn)一步地，參考圖2，變換器110還包括第一電容C1、第二電容C2、電感L1以及第三電容C3，其中，第一電容C1和第二電容C2相互串聯(lián)連接，相互串聯(lián)連接的第一電容C1和第二電容C2的一端與第一開關(guān)管S1的漏極連接、另一端連接參考地，第一電容C1與第二電容C2之間的節(jié)點(diǎn)與變壓器120的初級線圈的一端連接，電感L1的一端作為變換器110的輸入端，與輸入電壓Vin連接、電感L1的另一端與第三電容C3的一端連接，第三電容C3的另一端與變壓器120的初級線圈的另一端連接，第一開關(guān)管S1的柵極與電感L1和第三電容C3之間的節(jié)點(diǎn)連接，第二開關(guān)管S2的柵極和源極與參考地連接。

在本實(shí)施例中，變換器110通過串聯(lián)連接的第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2來實(shí)現(xiàn)升壓，相對于現(xiàn)有PFC電路中的Boost電路，在實(shí)現(xiàn)相同范圍的輸入，第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2所要承受的電壓應(yīng)力小，從而本實(shí)施例的PFC電路進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)寬電壓范圍輸入。

為了保護(hù)第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2，變換器110還包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4和第五電阻R5，其中，第一開關(guān)管S1的柵極經(jīng)過第一電阻R1與電感L1連接，第一驅(qū)動(dòng)信號Qs1經(jīng)過第二電阻R2輸入至第一開關(guān)管S1的柵極，第二開關(guān)管S2的柵極經(jīng)過第三電阻R3連接參考地，第二驅(qū)動(dòng)信號Qs2經(jīng)過第四電阻R4輸入到第二開關(guān)管S2的柵極，第二開關(guān)管S2的源極經(jīng)過第五電阻R5連接參考地。當(dāng)然，為了保障變壓器輸出的輸出電壓Vout穩(wěn)定，變壓器的次級線圈經(jīng)過整流電路，進(jìn)而得到輸出電壓Vout，該整流電路包括整流二極管和整流電容，在本實(shí)施例中并不作限定。

下面結(jié)合圖3a-3d等效電路圖對圖2中的PFC電路的工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖3a所示，從時(shí)刻t0開始，PFC電路開始工作，此時(shí)，第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2截止，電感L的電流i_L以及變壓器的電流ip如圖所示，直到時(shí)刻t1，其中，時(shí)刻t0至?xí)r刻t1即為第一時(shí)間段。

如圖3b所示，在時(shí)刻t1時(shí)，變壓器的等效電感Lr開始起作用，此時(shí)，控制第二開關(guān)管S2導(dǎo)通，一段時(shí)間后，在時(shí)刻t2時(shí)，變壓器的電流ip開始減少，方向保持不變，如圖3c所示，直到時(shí)刻t3時(shí)，變壓器的電流ip減小到0，此時(shí)，第二電容C2經(jīng)過變壓器開始放電，變壓器的電流ip的方向相反，如圖3d所示，一段時(shí)間后，在時(shí)刻t4時(shí)，變壓器的等效電感Lr開始起作用，此時(shí)，控制第一開關(guān)管S1導(dǎo)通，產(chǎn)生零電壓導(dǎo)通條件，損耗小，一段時(shí)間后，從時(shí)刻t5開始，第一開關(guān)管S1導(dǎo)通的過程與上述第二開關(guān)管S2導(dǎo)通的過程相同，其中，時(shí)刻t1-時(shí)刻t5表示第二時(shí)間段。其中，可以看出，通過串聯(lián)連接的第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2來實(shí)現(xiàn)升壓，開關(guān)管可實(shí)現(xiàn)零電壓導(dǎo)通，損耗小。

如圖4所示，是本發(fā)明的開關(guān)電源實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該開關(guān)電源包括整流器410和PFC電路420，其中，整流器410的輸入端與交流電連接，PFC電路420的輸入端與整流器410的輸出端連接、輸出端與負(fù)載430連接。

該整流器410可以是橋式整流，由兩個(gè)或者四個(gè)二極管組成的整流器件。在本實(shí)施例中，整流器410由四個(gè)二極管組成。

PFC電路420包括變換器110和變壓器120，變壓器120的輸入端與變換器110的輸出端連接，變換器110的輸入端作為該P(yáng)FC電路420的輸入端，變壓器120的輸出端作為該P(yáng)FC電路420的輸出端，與負(fù)載430連接，其中：

變換器110轉(zhuǎn)換輸入到變換器110的輸入電壓Vin為設(shè)定電壓Vp并輸出至變壓器120，變壓器120對設(shè)定電壓Vp進(jìn)行變壓以得到輸出電壓Vout并輸出至負(fù)載430。

通過上述實(shí)施例，通過變換器將輸入電壓轉(zhuǎn)換為設(shè)定電壓，變壓器對設(shè)定電壓進(jìn)行變壓，實(shí)現(xiàn)PFC電路的寬電壓范圍輸入，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源的寬電壓范圍輸入，例如，相對于現(xiàn)有的PFC電路，輸出電壓為380V時(shí)，電壓輸入范圍由65-230V變成20-300V，轉(zhuǎn)換效率高，可適用于特殊環(huán)境的需求。

參考圖4，該開關(guān)電源還包括控制電路450，同時(shí)參考圖5，變換器110包括第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2，控制電路450控制第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2的工作狀態(tài)，以使變換器110轉(zhuǎn)換輸入到變換器110的輸入電壓為設(shè)定電壓。具體地，參考圖5，第一開關(guān)管S1與第二開關(guān)管S2串聯(lián)連接，即第一開關(guān)管S1的源極與第二開關(guān)管S2的漏極連接，第二開關(guān)管S2的源極連接參考地。該控制電路450與第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2的柵極連接，用于輸出驅(qū)動(dòng)信號Qs以控制第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2的工作狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)信號Qs包括第一驅(qū)動(dòng)信號Qs1和第二驅(qū)動(dòng)信號Qs2，第一驅(qū)動(dòng)信號Qs1輸入至第一開關(guān)管S1的柵極，第二驅(qū)動(dòng)信號Qs2輸入至第二開關(guān)管S2的柵極，即第一驅(qū)動(dòng)信號Qs1控制第一開關(guān)管S1的工作狀態(tài)，第二驅(qū)動(dòng)信號Qs2控制第二開關(guān)管S2的工作狀態(tài)，此時(shí)，通過控制串聯(lián)連接的第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2的工作狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)變換器110將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為設(shè)定電壓Vp并輸出至變壓器120。

在本實(shí)施例中，PFC電路420已在上述實(shí)施例中進(jìn)行詳細(xì)說明，請參見上述實(shí)施例，在此不再贅述。

進(jìn)一步地，參考圖4，該開關(guān)電源400還包括濾波電路440，該濾波電路440連接于整流器410的輸出端與PFC電路420的輸入端之間，同時(shí)參考圖5，該濾波電路440包括并聯(lián)的第一濾波電容C6和第二濾波電容C7，其中，并聯(lián)的第一濾波電容C6與第二濾波電容C7的一端連接參考地、另一端與整流器410的輸出端和電感L1的另一端連接。

需要說明的是，控制電路450包括電壓采樣部分、比較器等，具體電路在本實(shí)施例中不作限定，其僅在同一時(shí)刻控制第一開關(guān)管S1和第二開關(guān)管S2的工作狀態(tài)不同。另外，為了保障輸入至負(fù)載的輸出電壓Vout穩(wěn)定，變壓器的次級線圈的輸出需要經(jīng)過整流部分，進(jìn)而得到輸出電壓Vout，例如，參考圖5，該整流部分包括整流二極管D1、D2和整流電容C4、C5，在本實(shí)施例中并不作限定。

如圖6所示，是本發(fā)明的顯示器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該顯示器600包括主板610和開關(guān)電源620，其中，主板610與開關(guān)電源620的輸出端連接，開關(guān)電源620的輸入端連接交流電，例如家用220V。開關(guān)電源620已在上述實(shí)施例中作詳細(xì)說明，請參考上述實(shí)施例，而需要說明的是，上述實(shí)施例中的開關(guān)電源620對顯示器600進(jìn)行供電，除了顯示器600的主板，還可以對顯示器600內(nèi)的背光模組進(jìn)行供電。在本實(shí)施例中，對主板610的結(jié)構(gòu)不作限定，可以采用任何結(jié)構(gòu)的主板610。

通過上述實(shí)施例，顯示器可在寬范圍的輸入電壓內(nèi)進(jìn)行工作，適用于特殊的環(huán)境。

以上僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。