专利名称：用于等离子显示器的电源变换电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路领域，更具体地涉及一种用于等离子显示器的 电源变纟灸电^各。
背景技术：
随着多媒体技术等数字信息技术的发展，用于制作高清晰电视
机的彩色等离子体显示器(Plasma Display Panel,筒称PDP )近年 来得到了迅速发展，尤其是40到60英寸的大屏幕彩色等离子体显 示器，已经开始进入市场。目前，大屏幕彩色等离子体显示器，特 别是交流型AC-PDP彩色等离子体显示器，由于其具有驱动方式简 单等优点而获得了较快的普及。但等离子体显示器尺寸的增大和附 加功能的增多使整机的功耗大幅度增加，所以，等离子体显示器中 的开关稳压电源不得不充分考虑到效率这一 问题。如何提高等离子 体显示器电源的效率，实现"高效、节能、绿色"， 一直是电视j支术 领域一个重要的研究课题。伴随PDP模组及整机技术向着高效率、 低成本的方向发展，PDP电源也向着4是高效率(特别是主功率回路 的效率)、降低功耗、和降低成本的方向发展。
随着开关电源的发展，软开关技术得到了广泛的发展和应用， 已研究出了不少高效率的电路拓朴，主要为谐振型的软开关拓朴和 脉沖宽度调试(Pulse width modulation,简称PWM )型的專欠开关拓 朴。近几年来，随着半导体器件制造技术的发展，开关管的导通电 阻、寄生电容、和反向恢复时间越来越小，这为谐振变换器的发展
4提供了又一次机遇。对于谐振变换器来说，如果设计得当，能实现 软开关变换，从而使得开关电源具有4交高的效率。
发明内容
鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提供了一种新的用于 等离子显示器的电源变换电路。
才艮据本发明实施例的用于等离子显示器的电源变换电^各包括 逆变电3各，连4妄在直流电源的正负才及之间，用于d夸直^u电压逆变成 方波或阶梯波电压；谐振电路，连接在直流电源的负极与逆变电路 的输出端之间，用于调整方波或阶梯波电压的频率；箝位电^各，连 接在直流电源的正负极之间，用于对谐振电路中的电感电压进行箝 位；隔离变压器，连^妻在谐振电^各与整流电^各之间，用于向整流电 ;洛提供同一方向的脉冲电流；整流电^各，连4妄在隔离变压器与滤波 电3各之间，用于对"永冲电流进4亍整流；以及滤波电^各，连4妻在整流 电路和电源变换电路的输出端之间，用于对经过整流的脉冲电流进 行滤波。
其中，逆变电路由两个相互串联的开关组成。谐振电路由串联 电容、串耳关电感、以及并耳关电感组成。其中，谐才展电3各的串耳关电容 与串联电感谐振生成电源变换电路的第一本征频率，谐振电路的串 联电容、串联电感、以及并联电感谐振生成电源变换电路的第二本 征频率，并且第一本征频率大于第二本征频率。箝位电路由两个二 才及管组成。其中，两个二才及管分别连4妻在逆变电3各的两个开关的源 极和漏极之间。其中，隔离变压器的一次侧与谐振电路的并联电感 并联连接。隔离变压器的二次侧与整流电路连接。
其中，整流电路可以为桥式整流电路。谐振电路的串联电感可
以为独立的电感器，也可以为隔离变压器的漏感。i皆^振电^各的并联:
5电感可以为独立的电感器，也可以为隔离变压器的〗敫一磁电感。滤;皮 电3各可以为电容器、或JI型滤波电^各、或多级滤波电if各。
在本发明中，谐振电路是真正的软开关电路，开关是零电压开
关(Zero Voltage Switch,筒称ZVS) 零电压开通的开关，整流电 路(整流管)是零电流开关(Zero Current Switch,简称ZCS )零 电流关断的整流管，且开关的尖峰电压很小。根据本发明的电源变 ^灸电^各具有4争^奂步文率高、电》兹干^尤(Electromagnetic Interference, 简称EMI)小、不存在开关损耗等诸多优点。性能与其他的电路拓 朴相比具有相当优势。通过本发明，在负载轻重变化(即使是在空 载的情况下)的情况下，电源工作的频率不会有大的偏移，从而确 保了主功率电源回路的效率能够达到95%以上，达到目前行业内领 先水平。
此处所说明的附图用来才是供对本发明的进一步理解，构成本申 请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并 不构成对本发明的不当限定。在附图中
图1是等离子显示器中的电源主功率回^各的电^各原理图2是根据本发明实施例的电源变换电^各的结构图3是根据本发明实施例的电源变换电路的工作波形图。
具体实施例方式
下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式
。参考图1，对等离子显示器的电源主功率回^各进^亍说明。如图1
所示，该PDP的电源主功率回路包括LLC串联谐振变换电i 各、输 入端与直流380VDC相连的功率因数校正电路、输出端与Vs (170V/3A )相连的过流保护电路(OCP )和过压保护电路(OVP )、 控制端与CPU相连，进行时序、保护控制，所述的功率因数;艮正电 路的过温检测和断电斥企测电路与CPU相连，所述的CPU与PDP模 组进行夕卜部通讯。
其中，LLC串联谐振DC/DC变换电路实际上是电源变换电路。 下面参考图2，对根据本发明实施例的电源变换电路进行说明。如 图2所示，该电源变换电路包括逆变电路IOO、谐振电路200、箝 位电3各100、隔离变压器Tr、整流电^各300、以及滤波电^各400。
其中，逆变电^各100由两个开关Sl、 S2串耳关而成，用于—寻直 流电压逆变成一个方波或阶梯波电压。谐振电路200包括串联电容 Cs、串联电感Ls、和并联电感Lm。其中，该谐振电^各接于输入直 流电压380VDc的负极与逆变电路的输出端之间。串联电容Cs与串 联电感Ls谐振构成根据本发明实施例的电源变换电^^的第一本征 频率，以fs表示，串联电容Cs与串联电感Ls及并联电感Lm谐振 构成根据本发明实施例的电源变换电路的第二本征频率，以fm表 示，其中fs>fm。
其中，箝位电3各100由两个二才及管Dl、 D2组成。其中，第一 二极管(D1 )连接于开关管Sl的漏极和源极之间，第二二极管(D2) 连接于开关管S2的漏才及和源才及之间。隔离变压器Tr的一次侧与谐 4展电3各200中的并耳关电感Lm并耳关，二次侧与整流电^各300相连， 用于向连接于整流电路300输出端的滤波电路400提供同一方向的 脉冲电流。整流电路300采用由二极管D3、 D4组成的桥式整流电 路。整流二极管直接与接负载的滤波电^各400相连。
7其中，滤波电路可以是电容器，也可以是Jl型滤波电路或多级 滤波电路。谐振电路中的串联电感LS可以是外在电感，也可以是隔
离变压器的漏感。谐振电路中的并联电感Lm可以是外在电感，也 可以是隔离变压器的激》兹电感。
联谐振DC/DC变换电路。其中包括有两个功率MOSFET( Sl和S2, 其占空比都为0.5)、谐振电容Cs、副边臣数相等的中心抽头变压器 Tr、 Tr的漏感Lm(Lm在某个时间段也是一个谐振电感)等。因此， 在LLC谐振变换器中的谐振元件主要由以上3个谐振元件构成，即 谐振电容Cs，电感Ls和激磁电感Lm;半桥全波整流二极管Dl和 D2， l叙出电容Cf。
参考图3,对才艮据本发明实施例的电源变换电i 各的具体工作过 程进行分析。如图3所示，该电源变换电^各的一个开关周期可分为 6个工作阶段，各个工作阶段的工作原理分别描述如下
1 )阶l殳1 〔tl, t2〕当t=tl时，S2关断，i皆才展电流纟会Sl的寄 生电容方欠电， 一直到Sl上的电压为零，然后Sl的体二级管导通。 此阶段Dl导通，Lm上的电压被输出电压箝位，因此，只有Ls和 Cs参与谐振。
2) 阶段2 〔t2, t3〕当t=t2时，Sl在零电压的条件下导通， 变压器的原边岸义受正向电压；Dl继续导通，S2及D2截止。此时 Cs和Ls参与谐振，而Lm不参与谐振。
3) 阶—段3〔t3, t4〕当H3时，Sl仍然导通，而Dl与D2处 于关断状态，Tr副边与电^各脱开，此时Lm、 Ls、和Cs—起参与谐 振。因此，在这个阶段可以认为激磁电流和谐振电流都保持不变。4) 阶^殳4 〔t4， t5〕当t=t4时，Sl关断，谐才展电流纟会S2的寄 生电容;^文电， 一直到S2上的电压为零，然后S2的体二级管导通。 此阶段D2导通，Lm上的电压被输出电压箝位，因此，只有Ls和 Cs参与谐振。
5) 阶段5 〔t5, t6〕当t=t5时，S2在零电压的条件下导通， Tr的原边承受反向电压；D2继续导通，而Sl和Dl截止。此时仅 Cs和Ls参与谐振，Lm上的电压被输出电压箝位，而不参与谐振。
6) 阶,殳6〔t6, t7〕当H6时，S2仍然导通，而Dl和D2处 于关断状态，Tr副边与电路脱开，此时Lm、 Ls、和Cs—起参与谐 振。实际电3各中的Lm》Ls。，因此，在这个阶革殳可以i人为激万兹电流 和"i皆4展电流都〗呆4寺不变。
以上所述〗又为本发明的实施例而已，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 应包含在本发明的权利要求范围之内。
权利要求
1. 一种用于等离子显示器的电源变换电路，其特征在于，包括逆变电路，连接在直流电源的正负极之间，用于将直流电压逆变成方波或阶梯波电压；谐振电路，连接在所述直流电源的负极与所述逆变电路的输出端之间，用于调整所述方波或阶梯波电压的频率；箝位电路，连接在所述直流电源的正负极之间，用于对所述谐振电路中的电感电压进行箝位；隔离变压器，连接在所述谐振电路与整流电路之间，用于向所述整流电路提供同一方向的脉冲电流；所述整流电路，连接在所述隔离变压器与滤波电路之间，用于对所述脉冲电流进行整流；以及所述滤波电路，连接在所述整流电路和所述电源变换电路的输出端之间，用于对经过整流的脉冲电流进行滤波。
2. 根据权利要求1所述的电源变换电路，其特征在于，所述逆变 电3各由两个相互串耳关的开关组成。
3. 根据权利要求2所述的电源变换电路，其特征在于，所述谐振 电3各由串耳关电容、串Jf关电感、以及并Jf关电感组成，其中，所述 串联电容与所述串联电感谐振生成所述电源变换电路的第一 本4i频率，所述串if关电容、所述串耳关电感、以及所述并耳关电感 谐振生成所述电源变换电路的第二本征频率，其中，所述第一 本征频率大于所述第二本征频率。
4. 根据权利要求3所述的电源变换电路，其特征在于，所述隔离 变压器的 一次侧与所述谐振电^各的所述并耳关电感并联连4妄。
5. 根据权利要求4所述的电源变换电路，其特征在于，所述隔离 变压器的二次侧与所述整流电3各连才妻。
6. 根据权利要求5所述的电源变换电路，其特征在于，所述箝位 电3各由两个二才及管组成，其中，所述两个二才及管分别连4妄在所 述逆变电^各的所述两个开关的源才及和漏才及之间。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的电源变换电路，其特征在 于，所述整流电路为桥式整流电路。
8. 根据权利要求7所述的电源变换电路，其特征在于，所述谐振 电路的所述串联电感为独立的电感器或所述隔离变压器的漏感。
9. 根据权利要求8所述的电源变换电路，其特征在于，所述谐振 电^各的所述并耳关电感为独立的电感器或所述隔离变压器的;敫 磁电感。
10. 根据权利要求9所述的电源变换电路，其特征在于，所述滤波 电^各是电容器、或JI型滤波电^各、或多《及滤波电^各。
全文摘要
本发明公开了一种用于等离子显示器的电源变换电路包括逆变电路，连接在直流电源的正负极之间，用于将直流电压逆变成方波或阶梯波电压；谐振电路，连接在直流电源的负极与逆变电路的输出端之间，用于调整方波或阶梯波电压的频率；箝位电路，连接在直流电源的正负极之间，用于对谐振电路中的电感电压进行箝位；隔离变压器，连接在谐振电路与整流电路之间，用于向整流电路提供同一方向的脉冲电流；整流电路，连接在隔离变压器与滤波电路之间，用于对脉冲电流进行整流；以及滤波电路，连接在整流电路和电源变换电路的输出端之间，用于对经过整流的脉冲电流进行滤波。
文档编号G09G3/28GK101447163SQ20071016736
公开日2009年6月3日 申请日期2007年11月26日 优先权日2007年11月26日
发明者蕾 唐, 王付生, 王志霞, 邓新群, 郭应锋 申请人:四川虹欧显示器件有限公司