数字机顶盒前控板vfd显示供电电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种数字机顶盒前控板VFD显示供电电路，包括：负压生成模块、交流电生成模块、VFD屏、以及控制IC模块，所述负压生成模块包括：PWM集成芯片、电阻R1、电阻R29、电阻R3、电阻R4、电容C3、C4、大电容CE4、二极管D4、电感L1。本实用新型提供的数字机顶盒前控板VFD显示供电电路，通过DC-DC电路实现负压电压可调，通过三极管对称推挽驱动实现交流电，用于VFD的驱动。三极管对称推挽驱动实现交流，驱动能力强，输出电压有效值可控制，输出交流电波形规则。且该电路成本成本低、交期短，可以大大提高产品的市场竞争力。
【专利说明】数字机顶盒前控板VFD显示供电电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机顶盒领域，尤其涉及一种数字机顶盒前控板VFD显示供电电路。
【背景技术】
[0002]机顶盒的前面板提供按键切换功能的同时，也提供了信息的显示。显示内容丰富美观，才能吸引客户，因此VFD显示得到了越来越多的高端用户的青睐。
[0003]由于VFD屏的构造特点，其供电电路比普通LED复杂得多，其控制芯片需提供-25V负压，VFD屏需提供3.3V交流电且交流电需叠加到-19V左右直流上。现有的供电电路为变压器实现，其原理如图1所示。由大功率的三极管与变压器的一个线圈以及部分外围电路构成自激振荡电路，产生PWM波形，用于驱动变压器进而产生负压与交流电，负压在通过稳压管变压，在通过线圈叠加到交流电上。
[0004]但现有的用变压器电路，存在着以下缺陷:
[0005]1.三极管驱动电路与反馈稳压电路较复杂，器件较多。且自激振荡产生的波形不为标准的方波，会导致次级交流电电压峰峰值很高，存在烧坏灯丝的隐患；
[0006]2.变压器抽头过多，导致变压器的生产工艺困难，质量难以保证。同时驱动三极管需要大功率三极管，发热量较大。变压器以及驱动三极管的稳定性很难保证，因此会影响到产品的整体质量。
[0007]3.变压器、大功率驱动三极管、以及反馈等其他外围电路的成本，以及变压器的生产周期，都会将产品整体成本提高。
[0008]综上所诉，现有的变压器方案，质量、成本、交期等问题，都会严重影响到整个产品，使得产品在竞争激烈的市场环境下竞争力有所下降。
实用新型内容
[0009]本实用新型的目的在于提供一种数字机顶盒前控板VFD显示供电电路，通过DC-DC电路实现负压电压可调，通过三极管对称推挽驱动实现交流电，用于VFD的驱动。
[0010]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
[0011 ] 一种数字机顶盒前控板VFD显示供电电路，包括:负压生成模块、交流电生成模块、VFD屏、以及控制1C模块，
[0012]所述负压生成模块包括:PWM集成芯片、电阻R1、电阻R29、电阻R3、电阻R4、电容C3、C4、大电容CE4、二极管D4、电感L1，
[0013]电阻R1与电阻R29并联后一端与PWM集成芯片的第8管脚相连，另一端与PWM集成芯片的第6管脚相连；
[0014]电容C3 —端接地，另一端与PWM集成芯片的第6管脚相连；
[0015]电阻R3与电阻R4串联后一端接地，另一端与PWM集成芯片的第4管脚相连；电阻R3与电阻R4的中点与PWM集成芯片的第5管脚相连；
[0016]电容C4并联在PWM集成芯片的第3管脚与第4管脚之间；
[0017]二极管D2的阳极与PWM集成芯片的第4管脚相连；
[0018]电感L1的一端接地，另一端与PWM集成芯片的第2管脚相连；
[0019]大电容CE4的一端接地，另一端与PWM集成芯片的第4管脚相连；
[0020]PWM集成芯片的第7管脚、第8管脚及第1管脚并联在一起。
[0021 ] 进一步优选地，所述负压生成模块还包括电容C5及二极管D3，所述电容C5的一端与PWM集成芯片的第2管脚相连，另一端与二极管D2的阴极相连；所述二极管D3的阴极接地，其阳极与二极管D2的阴极相连。
[0022]进一步优选地，所述交流电生成模块包括:三极管Q1、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、电阻R5-R8、电阻R11-R14、二极管D1、二极管D4、电容CE2、电容CE3、电容C7及稳压管D9 ；
[0023]电阻R5 —端接PWM信号端，另一端与三极管Q1基极相连，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极经电阻R6接+5V电源；
[0024]电阻R7与电阻R8的一端并联后接三极管Q1的集电极，另一端分别与三极管Q4与三极管Q3的基极相连；
[0025]三极管Q4的集电极与三极管Q3的集电极相连；
[0026]二极管D4的阳极接+5V电源，其阴极与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极与三极管Q4的发射极相连；
[0027]电阻R11与电阻R12的一端并联后与三极管Q4的集电极相连，另一端分别与三极管Q6与三极管Q5的基极相连；
[0028]三极管Q6的集电极与三极管Q5的集电极相连，三极管Q5的发射极接地；
[0029]电阻R13与电阻R14串联后一端经电容CE2与三极管Q4的集电极相连，另一端经电容CE3与三极管Q6的集电极相连；
[0030]稳压二极管D9与电容C7并联后其阴极与电阻R13与电阻R14的中点相连，其阳极接VEE端。
[0031]进一步优选地，所述交流电生成模块还包括电容C6，所述电容C6并联在三极管Q1的基极与发射极之间。
[0032]进一步优选地，所述三极管Q1及三极管Q3为NPN型三极管，所述三极管Q4为PNP
型三极管。
[0033]进一步优选地，所述三极管Q6为NPN型三极管，所述三极管Q5为PNP型三极管。
[0034]本实用新型与现有技术相比，有益效果在于:本实用新型提供的数字机顶盒前控板VFD显示供电电路，通过DC-DC电路实现负压电压可调，通过三极管对称推挽驱动实现交流电，用于VFD的驱动。三极管对称推挽驱动实现交流，驱动能力强，输出电压有效值可控制，输出交流电波形规则。且该电路成本成本低、交期短，可以大大提高产品的市场竞争力。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1为现有的变压器供电模块图；
[0036]图2为本实用新型端VFD显示供电电路流程图；
[0037]图3为本实用新型中负压生成模块电路图；
[0038]图4为本实用新型中交流电产生模块电路图。
【具体实施方式】
[0039]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0040]请参阅图2所示，本实用新型数字机顶盒前控板VFD显示供电流程图，包括:依次相连的负压生成模块、交流电生成模块、VFD屏、以及控制1C模块。
[0041]负压生成模块产生-25V电压，同时在负压生成模块会有PWM波形生成，该波形经过处理，则生成较标准的方波，提供给交流电生成模块，生成3.5V交流电。同时-25V经过升压到-19V再叠加到3.5V交流电上，就可以得到VFD屏所需要的供电。另外，-25V也提供了控制1C所需要的负压，控制1C最终通过控制VFD屏的阳极与栅极来实现VFD的显示变化。
[0042]具体地，负压生成模块电路请参阅图3所示，包括:PWM集成芯片U2、电阻R1、电阻R29、电阻R3、电阻R4、电容C3、C4、C5、大电容CE4、二极管D3、二极管D4、电感L1，
[0043]电阻R1与电阻R29并联后一端与PWM集成芯片U2的第8管脚相连，另一端与PWM集成芯片U2的第6管脚相连；
[0044]电容C3 —端接地，另一端与PWM集成芯片U2的第6管脚相连；
[0045]电阻R3与电阻R4串联后一端接地，另一端与PWM集成芯片U2的第4管脚相连；电阻R3与电阻R4的中点与PWM集成芯片U2的第5管脚相连；
[0046]电容C4并联在PWM集成芯片U2的第3管脚与第4管脚之间；
[0047]电容C5的一端与PWM集成芯片U2的第2管脚相连，另一端与二极管D2的阴极相连，二极管D2的阳极与PWM集成芯片U2的第4管脚相连；
[0048]二极管D3的阴极接地，其阳极与二极管D2的阴极相连；
[0049]电感L1的一端接地，另一端与PWM集成芯片U2的第2管脚相连；
[0050]大电容CE4的一端接地，另一端与PWM集成芯片U2的第4管脚相连；
[0051]PWM集成芯片U2的第7管脚、第8管脚及第1管脚并联在一起。
[0052]图3中，该负压生成模块使用PWM集成芯片构成BUCK-B00ST DC-DC转换电路产生负压。以PWM集成芯片CW34063为例，CW34063 PWM集成芯片根据搭配的外围电路拓扑可构成不同类型的DC-DC转换电路，这里采用BUCK-B00ST模式以产生负压，通过选择合适的外围电路参数来产生额定电压电流，同时调整合适的开关频率以满足后面交流驱动电路的需要。
[0053]由于选用的PWM集成芯片内部为三极管电路，因此压降较其他M0S管DC-DC压降大，发热量也较大，因此通过内部三级管到电感的充电电流不能太大。所以选用合适电阻R1与R29，通过检测Pin7脚电流Ipk来实现过流保护。有效的实现负压要求的同时，也控制了集成芯片的发热量。
[0054]PWM集成芯片的Pin2脚输出的PWM波形，当Pin2脚导通时，通过电感对地充电；当Pin2脚截止时，由于电感电流不能突变，电感、大电容CE4、二极管D2，C5形成放电回路，反电势使得负压产生。
[0055]由于该电路是由5V升压到-25V，所以集成芯片出来到电感PWM波形占空比很大，电感充电时间过长，PWM集成芯片内部的开关管功耗大，导致负压幅度有时不稳定，带载能力不强。为了解决带载能力和稳定电压问题，电路中又加入了电容C5与二极管D3。当Pin2脚导通时，对电容C5通过D3对地充电，当Pin2脚截止时，由于电容电压不能突变，C5、电感、大电容CE4、D2组成放电回路，该放电回路与之前所述放电回路方向相同，C5上电压可叠加在负压上，可使得Pin2脚PWM波形负压的占空比减小、减少PWM集成芯片的内部功耗，避免电感饱和，稳定输出电压并提高了该电路的驱动能力和转换效率。
[0056]具体地，交流电生成模块电路请参阅图4所示，包括:三极管Q1、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、电阻R5-R8、电阻R11-R14、二极管D1、二极管D4、电容C6、电容CE2、电容CE3、电容C7及稳压管D9 ；
[0057]电阻R5 —端接PWM信号端，另一端与三极管Q1基极相连，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极经电阻R6接+5V电源；
[0058]电容C6并联在三极管Q1的基极与发射极之间；
[0059]电阻R7与电阻R8的一端并联后接三极管Q1的集电极，另一端分别与三极管Q4与三极管Q3的基极相连；
[0060]三极管Q4的集电极与三极管Q3的集电极相连；
[0061]二极管D4的阳极接+5V电源，其阴极与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极与三极管Q4的发射极相连；
[0062]电阻R11与电阻R12的一端并联后与三极管Q4的集电极相连，另一端分别与三极管Q6与三极管Q5的基极相连；
[0063]三极管Q6的集电极与三极管Q5的集电极相连，三极管Q5的发射极接地；
[0064]电阻R13与电阻R14串联后一端经电容CE2与三极管Q4的集电极相连，另一端经电容CE3与三极管Q6的集电极相连；
[0065]稳压二极管D9与电容C7并联后其阴极与电阻R13与电阻R14的中点相连，其阳极接VEE端。
[0066]图4中，该交流电产生模块的PWM波来源于DC-DC，但由于DC-DC波形占空比很大，如直接用于驱动三极管进而驱动灯丝，则会出现整个屏明暗分布不均匀。因此，在三极管之前增加了电容C6，通过阻容滤波来调节占空比接近50%，通过NPN三极管Q1后，即可得到较为标准的高电平为5V、低电平为0V，占空比约为50%的标准方波。
[0067]前面板为5V供电，而电路需得到3.5V左右电压。此处选用二极管D1、二极管D4来降压实现。与电阻降压相比，二极管降压之后的电压随电流变化较小，可以保证交流电的稳定。同时，灯丝驱动电流较大，电阻的功耗会较大，普通贴片0805或者1206封装会超过其额定功耗。二极管则能很好的满足稳定与散热的要求。
[0068]由于灯丝阻值很小，驱动电流需达到100mA以上才可以驱动VFD屏，所以必须加驱动电路，普通射随电路要实现要求对地的电阻需用到极小，10R左右，因此对地电流大，造成的损耗以及发热量很大，导致电路不稳定。此处选用了对称管推挽电路来驱动。当三极管Q1输出为高时，NPN三极管Q3导通、PNP三极管Q4截止，输出低。当三极管Q1输出为低时，Q4导通、Q3截止，输出高电平。Q5与Q6所组成的对称管刚好与Q3与Q4组成的反向。且高电平能拉到PNP三极管发射极供电电压3.5V，低电平能拉到0V。为了保证驱动能力，使三极管处于饱和工作状态，必须满足β*Ι b))I C，因此必须保证基极电流足够大，所以基极电阻阻值需较小，此处选取电阻值使得基极电流约为3-4mA，普通三极管放大倍数能达到至少100倍，理论上最大能够驱动300mA电流，且三极管基本无压降，因此发热量也很低。采用对称管推挽电路，既能保证驱动能力自身损耗小，又能保证工作稳定。
[0069]由于3.3V交流电需叠加在-19V直流电压上，而从对称管产生的交流电是已0V为基准。因此需要通过耦合电容，再叠加直流电。由于PWM波形频率约为35K左右，因此耦合电容不能太小，选用100uF电容最为合适。通过耦合电容后，可测得F1与F2两端电压峰峰值为将近7V左右，且为较标准的方波，即有效值将近3.5V，略高于3.3V。
[0070]-25V通过稳压二极管D9，电阻R13、R14，再到灯丝，灯丝再发射电子到荧光屏，最终到地，它们构成回路，且回路电流约2-3mA。既是有2-3mA的电流通过稳压二极管，-25V电压通过稳压后，即可得到约-19V左右的电压。增加滤波电容C7，减少-25V毛刺，增加稳压效果。为了使得灯丝亮度均匀，将-19V通过R13、R14同时供给灯丝两端，R13、R14同时做为稳压二极管的限流电阻。但R13、R14串联后又是交流电的负载，因此不能取值过小。
[0071]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种数字机顶盒前控板VFD显示供电电路，包括:负压生成模块、交流电生成模块、VFD屏、以及控制IC模块，其特征在于， 所述负压生成模块包括=PWM集成芯片、电阻R1、电阻R29、电阻R3、电阻R4、电容C3、C4、大电容CE4、二极管D4、电感LI， 电阻Rl与电阻R29并联后一端与PWM集成芯片的第8管脚相连，另一端与PWM集成芯片的第6管脚相连； 电容C3 —端接地，另一端与PWM集成芯片的第6管脚相连； 电阻R3与电阻R4串联后一端接地，另一端与PWM集成芯片的第4管脚相连；电阻R3与电阻R4的中点与PWM集成芯片的第5管脚相连； 电容C4并联在PWM集成芯片的第3管脚与第4管脚之间； 二极管D2的阳极与PWM集成芯片的第4管脚相连； 电感LI的一端接地，另一端与PWM集成芯片的第2管脚相连； 大电容CE4的一端接地，另一端与PWM集成芯片的第4管脚相连； PWM集成芯片的第7管脚、第8管脚及第I管脚并联在一起。
2.如权利要求1所述的数字机顶盒前控板VFD显示供电电路，其特征在于，所述负压生成模块还包括电容C5及二极管D3，所述电容C5的一端与PWM集成芯片的第2管脚相连，另一端与二极管D2的阴极相连；所述二极管D3的阴极接地，其阳极与二极管D2的阴极相连。
3.如权利要求2所述的数字机顶盒前控板VFD显示供电电路，其特征在于，所述交流电生成模块包括:三极管Ql、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、电阻R5-R8、电阻R11-R14、二极管D1、二极管D4、电容CE2、电容CE3、电容C7及稳压管D9 ； 电阻R5 —端接PWM信号端，另一端与三极管Ql基极相连，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的集电极经电阻R6接+5V电源； 电阻R7与电阻R8的一端并联后接三极管Ql的集电极，另一端分别与三极管Q4与三极管Q3的基极相连； 三极管Q4的集电极与三极管Q3的集电极相连； 二极管D4的阳极接+5V电源，其阴极与二极管Dl的阳极相连，二极管Dl的阴极与三极管Q4的发射极相连； 电阻RiI与电阻R12的一端并联后与三极管Q4的集电极相连，另一端分别与三极管Q6与三极管Q5的基极相连； 三极管Q6的集电极与三极管Q5的集电极相连，三极管Q5的发射极接地； 电阻R13与电阻R14串联后一端经电容CE2与三极管Q4的集电极相连，另一端经电容CE3与三极管Q6的集电极相连； 稳压二极管D9与电容C7并联后其阴极与电阻R13与电阻R14的中点相连，其阳极接VEE 端。
4.如权利要求3所述的数字机顶盒前控板VFD显示供电电路，其特征在于，所述交流电生成模块还包括电容C6，所述电容C6并联在三极管Ql的基极与发射极之间。
5.如权利要求3所述的数字机顶盒前控板VFD显示供电电路，其特征在于，所述三极管Ql及三极管Q3为NPN型三极管，所述三极管Q4为PNP型三极管。
6.如权利要求3所述的数字机顶盒前控板VFD显示供电电路，其特征在于，所述三极管 Q6为NPN型三极管，所述三极管Q5为PNP型三极管。
【文档编号】H04N21/41GK204157003SQ201420543031
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】谢斌, 刘永桂, 马宗科 申请人:深圳市视维科技有限公司