一种开机冲击电流的抑制装置和电视的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种开机冲击电流的抑制装置和电视机，抑制装置包括：整流模块、滤波模块、抑制模块和控制模块，所述整流模块连接滤波模块、抑制模块和控制模块，所述抑制模块连接滤波模块和控制模块，所述滤波模块连接控制模块。本实用新型通过整流模块对输入的交流电进行整流，滤波模块对整流后的电压进行滤波并输出电源电压，由控制模块根据输入的驱动信号控制与抑制模块的连接状态，使抑制模块在开机时对交流电输入产生的冲击电流进行抑制，使抑制模块被旁路时减少发热以解决安全隐患、以及通过传输电流来提高电源效率，其电路结构简单、成本较低。
【专利说明】-种开机冲击电流的抑制装置和电视机
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及开关电源【技术领域】，特别设及一种开机冲击电流的抑制装置和电 视机。
【背景技术】
[0002] 浪涌电流是电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。由于输入滤波电容迅速充 电，所W该峰值电流远远大于稳态输入电流。如果浪涌电流超过设备的承受能力，该设备的 寿命会大大降低、设备故障甚至完全损坏。多个小浪涌的累积效应会造成半导体器件性能 衰退。浪涌电流还会破坏电网供电质量，不但产生严重的电磁干扰，而且会影响与电网连接 的其他设备。目前LED电视电源抑制开机冲击电流、即浪涌电流的主要采用如下两种方式。
[0003] 一、基于热敏电阻的冲击电流抑制电路，其电路的具体结构如图1所示。火线L和 零线N接入的AC (Alternating Qirrent，交流电)通过热敏电阻TH1、T肥传输至整流桥UR 中整流，当输入滤波电容C1充满电后输出电源电压VCC给设备供电。该种电路主要有W下 缺点：
[0004] 1、热敏电阻TH1、T肥为该电路的死负载，电源接入后热敏电阻TH1、T肥一直消耗 能量，大大降低了电源效率。
[0005] 2、热敏电阻TH1、T肥在低压下发热比较严重，存在一定的安全隐患。
[0006] 3、当功率增大时为满足抑制冲击电流的要求，热敏电阻TH1、T肥的阻值对应变 大，发热也越加严重，需要使用多个热敏电阻才能满足抑制要求且降低发热，该样会增加成 本。
[0007] 二基于电阻和继电器组合的冲击电流抑制电路，其电路结构如图2所示。与图1 所示的电路相比，图2中仅设置一个热敏电阻TH1，驱动信号（Driver+、Driver-)控制继电 器K闭合时，热敏电阻TH1短路；继电器K断开时，热敏电阻TH1接入零线N与整流桥UR之 间。该电路主要有W下缺点：
[000引 1、增加的继电器K使电路结构复杂，增加了成本。
[0009] 2、继电器K的驱动电流较大，需提供专口的驱动电路。
[0010] 3、继电器K会产生磁场从而产生电磁干扰。
[0011] 4、继电器K工作时会发出声音。
[0012] 有鉴于此，本实用新型提供一种开机冲击电流的抑制装置和电视机。 实用新型内容
[0013] 鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种开机冲击电流的 抑制装置和电视机，W解决现有的开机冲击电流的抑制电路具有效率低、发热严重且有潜 在的安全隐患的问题。
[0014] 为了达到上述目的，本实用新型采取了 W下技术方案：
[0015] 一种开机冲击电流的抑制装置，其包括：整流模块、滤波模块、抑制模块和控制模 块，所述整流模块连接滤波模块、抑制模块和控制模块，所述抑制模块连接滤波模块和控制 模块，所述滤波模块连接控制模块；
[0016] 所述整流模块对输入的交流电进行整流，滤波模块用于对整流后的电压进行滤波 并输出电源电压；所述控制模块根据输入的驱动信号调节流过所述抑制模块的电流大小， 在开机时由抑制模块抑制开机时交流电输入产生的冲击电流；在抑制模块被旁路时由控制 模块传输电流。
[0017] 所述的开机冲击电流的抑制装置中，所述控制模块包括：
[0018] 用于根据输入的驱动信号控制开关单元的通断的驱动单元；
[0019] 用于导通时与抑制模块并联、将抑制模块旁路掉，断开时与抑制模块断开连接的 开关单元；
[0020] 所述驱动单元连接开关单元、整流模块和抑制模块，所述开关单元连接整流模块、 抑制模块和滤波模块。
[0021] 所述的开机冲击电流的抑制装置中，所述滤波模块包括第一电容，所述第一电容 的正极连接整流模块的第一输出端和电源输出端，第一电容的负极连接抑制模块和开关单 yn 〇
[0022] 所述的开机冲击电流的抑制装置中，所述抑制模块包括热敏电阻，所述热敏电阻 的一端连接第一电容的负极和开关单元，热敏电阻的另一端连接整流模块的第二输出端和 驱动单元。
[002引所述的开机冲击电流的抑制装置中，所述驱动单元包括第一电阻、第二电阻、第二 电容和第=电容；所述第一电阻的一端连接整流模块的第二输出端、热敏电阻的另一端和 第二电容的一端，第一电阻的另一端连接第二电容的另一端，所述第S电容的正极连接第 二电容的另一端、第二电阻的一端和开关单元的控制端，第S电容的负极连接第二电容的 一端和开关单元的第一传输端。
[0024] 所述的开机冲击电流的抑制装置中，所述第二电容为瓷片电容，第=电容为电解 电容。
[0025] 所述的开机冲击电流的抑制装置中，所述开关单元包括MOS管，所述MOS管的栅极 为开关单元的控制端、连接第S电容的正极和第二电容的一端，MOS管的源极为开关单元的 第一传输端、连接第S电容的负极，MOS管的漏极连接热敏电阻的一端、第一电容的负极和 地。
[0026] 所述的开机冲击电流的抑制装置中，所述第二电容的容值为0. luF，第S电容的容 值为lOuF，第一电阻的阻值为10KQ，第二电阻的阻值为化Q。
[0027] 所述的开机冲击电流的抑制装置中，所述整流模块包括第一二极管、第二二极管、 第=二极管和第四二极管；所述第一二极管的正极连接火线和第二二极管的负极，第二二 极管的正极连接第=二极管的正极、热敏电阻的另一端和第一电阻的一端，第=二极管的 负极连接第四二极管的正极和零线，第四二极管的负极连接第一二极管的负极、电源输出 端和第一电容的正极。
[002引一种电视机，其包括所述的开机冲击电流的抑制装置。
[0029] 相较于现有技术，本实用新型提供的开机冲击电流的抑制装置和电视机，通过整 流模块对输入的交流电进行整流，滤波模块对整流后的电压进行滤波并输出电源电压，由 控制模块根据输入的驱动信号控制与抑制模块的连接状态，使抑制模块在开机时对交流电 输入产生的冲击电流进行抑制，使抑制模块被旁路掉时减少发热W解决安全隐患、W及通 过传输电流来提高电源效率，其电路结构简单、成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0030] 图1为现有技术中基于热敏电阻的冲击电流抑制电路的电路图；
[0031] 图2为现有技术中基于电阻和继电器组合的冲击电流抑制电路的电路图；
[0032] 图3为本实用新型实施例提供的开机冲击电流的抑制装置的结构框图；
[0033] 图4为本实用新型实施例提供的开机冲击电流的抑制装置应用实施例的电路图。
【具体实施方式】
[0034] 本实用新型提供一种开机冲击电流的抑制装置和电视机，所述抑制装置适用于所 有电源系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，W下参照附图并举 实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用W解释本 实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0035] 本实用新型提供的开机冲击电流的抑制装置和电视机，采用电阻与MOS管 (MOSFET，金属氧化物半导体场效应管）组合的方式来抑制电源(特别是LED电视机的电源） 开机冲击；其在有效抑制浪涌电流的同时，还提高了电源使用效率，保证了电网供电质量， 避免产生严重的电磁干扰，且不会影响设备的其他性能。请同时参阅图3和图4,本实用新 型实施例提供的开机冲击电流的抑制装置包括整流模块100、滤波模块200、抑制模块300 和控制模块400 ;所述整流模块100连接滤波模块200、抑制模块300和控制模块400,所述 抑制模块300连接滤波模块200和控制模块400,所述滤波模块200连接控制模块400。
[0036] 所述整流模块100对输入的交流电AC (Alternating化rrent)进行整流，之后由 滤波模块200对整流后的电压进行滤波并输出电源电压VCC，电源电压VCC对整个设备供 电。控制模块400根据输入的驱动信号控制与抑制模块300的连接状态。抑制模块300与 控制模块400断开连接时，能抑制开机时交流电输入产生的冲击电流；抑制模块300与控制 模块400并联时被旁路掉，控制模块400能传输电流，从而大大减少流过抑制模块300的电 流，W减少抑制模块300的发热，减少电能损耗从而提局电源效率。
[0037] 本实施例中，所述控制模块400包括驱动单元401和开关单元402,所述驱动单元 401连接开关单元402、整流模块100和抑制模块300,所述开关单元402连接整流模块100、 抑制模块300和滤波模块200。如图3所示，所述驱动单元401根据输入的驱动信号化ive 控制开关单元导通，从而使开关单元与抑制模块并联；在待机或关机时控制开关单元断开， 从而使开关单元与抑制模块断开连接；具体为：所述驱动信号化ive在刚开机时为低电平， 此时驱动单元401控制开关单元402断开、使抑制模块300上流过大电流，电流流过抑制模 块300对滤波模块200充电，从而有效地抑制了开机冲击电流。滤波模块200充满电后输 出电源电压VCC，设备的主巧片得电工作输出的驱动信号化ive变为压值为5旷12V的直流 高电平。驱动单元401接收到高电平的驱动信号化ive后控制开关单元402导通使抑制模 块300与开关单元402并联，从而将抑制模块300旁路掉，该样电流基本从开关单元402流 过，抑制模块300中几乎没有电流流过，从而大大减少了抑制模块300的发热量，提高了电 源效率。
[003引请一并参阅图4,所述整流模块100包括第一二极管D1、第二二极管D2、第=二极 管D3和第四二极管D4,其均为整流二极管。所述第一二极管D1的正极连接火线L和第二二 极管D2的负极，第二二极管D2的正极(即整流模块的第二输出端)连接第=二极管D3的正 极和驱动单元401，第S二极管D3的负极连接第四二极管D4的正极和零线N，第四二极管 D4的负极（即整流模块的第一输出端）连接第一二极管D1的负极和电源输出端(用于输出 电源电压VCC)。设备上电后交流电从火线L和零线N输入，经过上述四个二极管组成的整 流桥整流后输出给滤波模块200充电。
[0039] 所述滤波模块200为容性负载，可W理解为是电源的负载，其包括第一电容C1，即 输入滤波电容。所述抑制模块300包括热敏电阻TH。所述第一电容C1的正极连接第四二 极管D4的负极和电源输出端，第一电容C1的负极连接抑制模块300和开关单元402。所述 热敏电阻TH的一端连接第一电容C1的负极和开关单元402,热敏电阻TH的另一端连接第 二二极管D2的正极和驱动单元401。
[0040] 其中，所述热敏电阻TH为负温度系数热敏电阻，属于开机瞬间为容性滤波模块提 供电流回路，W减小第一电容C1的充电电流，从而抑制了开机瞬间的冲击电流。如果第一 电容C1的容值较大而热敏电阻TH的阻值较小，就会产生很大的冲击电流。如果热敏电阻 TH的阻值较大而第一电容C1的容值较小，那么开机冲击电流较小，但是会导致开机时间变 长。为此，本实施例在保证能抑制冲击电流的情况下，选择的热敏电阻TH的阻值尽可能的 小，则第一电容C1的容值与敏电阻TH的阻值满足W下关系式即可：测试开机瞬间流过热敏 电阻TH的瞬态电流Ith《 50A。
[004U 本实施例中，所述热敏电阻TH是否处于电流回路由驱动单元401和开关单元402 控制。所述驱动单元401包括第一电阻R1、第二电阻R2、第二电容C2和第=电容C3。所述 开关单元402包括MOS管Q1。所述第一电阻R1的一端连接第二二极管D2的正极、热敏电 阻TH的另一端和第二电容C2的一端，第一电阻R1的另一端连接第二电容C2的另一端，所 述第=电容C3的正极连接第二电容C2的另一端、第二电阻R2的一端和开关单元402的控 制端1，第=电容C3的负极连接第二电容C2的一端和开关单元402的第一传输端2。所述 MOS管Q1的栅极（即控制端1)连接第S电容C3的正极和第二电容C2的一端，MOS管Q1的 源极（即第一传输端2)连接第S电容C3的负极，MOS管Q1的漏极（即第二传输端3)连接 热敏电阻TH的一端、第一电容C1的负极和地。
[0042] 其中，所述第二电容C2为瓷片电容，能滤除电路中的高频干扰。所述第S电容C3 为电解电容，能保证MOS管Q1的栅极和源极之间的电压差。所述MOS管Q1为NMOS管，其 导通电阻较小，一般为几十毫欧，可方便后续将热敏电阻TH (选择3Q?8Q)旁路掉。
[00创若第二电阻R2的阻值越大，第二电容C2、第S电容C3的容值不变，则MOS管Q1的 栅极电压建立的越慢，达到阔值电压的时刻也越久，从而导致MOS管Q1的开启就越慢。当 第二电阻R2的值不变，第二电容C2、第S电容C3的容值越大，MOS管Q1的栅极电压达到 阔值电压的时刻也越久，也会导致MOS管Q1的开启变慢。因此，本实施例根据MOS管Q1开 启时间的需要来合理的设置第二电容C2、第=电容C3、第二电阻R2的值，其选型可W参考 W下计算公式；第二电容C2和第S电容C3充电时间《 = ln(l-1^/巧，其中U为给第二电 容C2和第=电容C3充电的电压(也是驱动电压），U为第二电容C2和第=电容C3需要达 到的电压，时间常数?鮮+鮮；考虑到MOS管Q1的开启时间过快会导致驱动电流过 大，而过慢又会导致开启变慢，所W-般选择在1ms' (Cs+C'3)《50ms的范围内。 本实施例中C2=0. luF，C3=10uF，R2=化，Ri=10K的取值为较佳。
[0044] 当驱动信号化ive为低电平时，MOS管Q1截止（即断开)，此时热敏电阻TH与第一 电容C1、整流桥形成电流回路。电网电能通过热敏电阻TH对第一电容C1充电。在驱动信 号化ive为高电平时，所述M0S管Q1导通与热敏电阻TH并联，共同为第一电容C1提供电流 回路。由于M0S管Q1的导通电阻(几十毫欧)远远小于热敏电阻TH(-般选择3Q?8Q)， 故热敏电阻TH被旁路掉，基本无电流流过热敏电阻TH，整个电路的电流基本上通过M0S管 Q1流回至电源输出端。
[0045] 本实用新型还相应提供一种电视机，包括上述的开机冲击电流的抑制装置。所述 抑制装置与电视机的主巧片连接，抑制装置根据主巧片输出的驱动信号化ive来实现开机 冲击电流的抑制W及提高电源效率。
[0046] 请继续参阅图4,本实施例为电视机为例，所述开机冲击电流的抑制装置的工作原 理为：
[0047] 步骤一、电视机上电后，电网向电视机的电源模块输入交流电。此时电视机尚未正 常工作、即电源电压VCC还没有输出，主巧片没有供电不工作，此时驱动信号化ive还未产 生。M0S管Q1断开、相当于开路。
[0048] 步骤二M0S管Q1开路时，第一电容C1、热敏电阻TH W及整流桥之间形成电流回 路，因此，电网电能（即交流电）通过热敏电阻TH给第一电容C1充电。
[0049] 步骤S、第一电容C1充满电后输出电源电压VCC，为后续相关电路模块提供电能， 从而使整个电源系统开始正常工作。主巧片得电工作，输出5V^12V的高电平的驱动信号 Driver。
[0化日]步骤四、高电平的驱动信号化iver通过第二电阻R2开始给第二电容C2、第S电容 C3充电。当充电至第一电阻R1两端电压达到M0S管Q1的阔值电压时，M0S管Q1导通。 [0化^ 步骤五、M0S管Q1导通后使热敏电阻TH短路，此时，热敏电阻TH上几乎无电流流 过，整个电路的电流通过M0S管Q1回至电源输出端。
[0化2] 步骤六、电视机正常工作后，第二电容C2、第S电容C3两端的电压稳定，M0S管Q1 处于一直导通状态，从而使电路中的电流基本维持从M0S管Q1流过，直至电视机执行待机 或关机操作。
[0053] 步骤^；：、电视机待机或关机后，第二电容〔2、第^电容C3与第一电阻R1之间构成 放电回路，从而使第二电容C2、第S电容C3两端电压为0,导致M0S管Q1断开。
[0化4] 步骤八、抑制装置维持上述状态直至下一次开机时，返回步骤一重复上述工作过 程。
[0055] 综上所述，本实用新型提供的开机冲击电流的抑制装置和电视机具有W下技术效 果：
[0056] 1、通过设置热敏电阻与第一电容的取值关系，对热敏电阻选取不同的阻值，可W 限制各种类型设备的开机瞬间冲击电流，适用范围广。
[0化7] 2、通过设置第二电容、第S电容和第二电阻的取值关系，即可根据需求设定M0S 管的导通时间，驱动得到简化且成本低。MOS管的驱动非常简单，只需提供一个5V?12V的 直流电平即可，无需特殊驱动电路，提高了电源的可靠性，还优化了成本。
[0化引 3、M0S管导通后能传输绝大部分电流，使热敏电阻短路几乎无电流流过，几乎不发 热，在有效的抑制开机冲击电流的同时且不受电源功率的限制。且热敏电阻只在开机瞬间 起作用，在设备正常工作时又几乎不消耗电能，避免热敏电阻成为死负载造成过大的损耗， 从而大大提高了电源的效率，大幅降低器件的发热量，延长设备的使用寿命。
[0化9] 4、M0S管在设备正常工作时一直处于导通状态，其不会向空间发射电磁干扰，且开 关过程没有噪音。
[0060] 可W理解的是，对本领域普通技术人员来说，可W根据本实用新型的技术方案及 其实用新型构思加W等同替换或改变，而所有该些改变或替换都应属于本实用新型所附的 权利要求的保护范围。
【权利要求】
1. 一种开机冲击电流的抑制装置，其特征在于，包括：整流模块、滤波模块、抑制模块 和控制模块，所述整流模块连接滤波模块、抑制模块和控制模块，所述抑制模块连接滤波模 块和控制模块，所述滤波模块连接控制模块； 所述整流模块对输入的交流电进行整流，滤波模块用于对整流后的电压进行滤波并输 出电源电压；所述控制模块根据输入的驱动信号调节流过所述抑制模块的电流大小，在开 机时由抑制模块抑制开机时交流电输入产生的冲击电流；在抑制模块被旁路时由控制模块 传输电流。
2. 根据权利要求1所述的开机冲击电流的抑制装置，其特征在于，所述控制模块包括： 用于根据输入的驱动信号控制开关单元的通断的驱动单元； 用于导通时与抑制模块并联、将抑制模块旁路掉，断开时与抑制模块断开连接的开关 单元； 所述驱动单元连接开关单元、整流模块和抑制模块，所述开关单元连接整流模块、抑制 模块和滤波模块。
3. 根据权利要求2所述的开机冲击电流的抑制装置，其特征在于，所述滤波模块包括 第一电容，所述第一电容的正极连接整流模块的第一输出端和电源输出端，第一电容的负 极连接抑制模块和开关单元。
4. 根据权利要求3所述的开机冲击电流的抑制装置，其特征在于，所述抑制模块包括 热敏电阻，所述热敏电阻的一端连接第一电容的负极和开关单元，热敏电阻的另一端连接 整流模块的第二输出端和驱动单元。
5. 根据权利要求4所述的开机冲击电流的抑制装置，其特征在于，所述驱动单元包括 第一电阻、第二电阻、第二电容和第三电容；所述第一电阻的一端连接整流模块的第二输出 端、热敏电阻的另一端和第二电容的一端，第一电阻的另一端连接第二电容的另一端，所述 第三电容的正极连接第二电容的另一端、第二电阻的一端和开关单元的控制端，第三电容 的负极连接第二电容的一端和开关单元的第一传输端。
6. 根据权利要求5所述的开机冲击电流的抑制装置，其特征在于，所述第二电容为瓷 片电容，第三电容为电解电容。
7. 根据权利要求6所述的开机冲击电流的抑制装置，其特征在于，所述开关单元包括 MOS管，所述MOS管的栅极为开关单元的控制端、连接第三电容的正极和第二电容的一端， MOS管的源极为开关单元的第一传输端、连接第三电容的负极，MOS管的漏极连接热敏电阻 的一端、第一电容的负极和地。
8. 根据权利要求5所述的开机冲击电流的抑制装置，其特征在于，所述第二电容的容 值为0. luF，第三电容的容值为10uF，第一电阻的阻值为10KQ，第二电阻的阻值为1KQ。
9. 根据权利要求5所述的开机冲击电流的抑制装置，其特征在于，所述整流模块包括 第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；所述第一二极管的正极连接火线和 第二二极管的负极，第二二极管的正极连接第三二极管的正极、热敏电阻的另一端和第一 电阻的一端，第三二极管的负极连接第四二极管的正极和零线，第四二极管的负极连接第 一二极管的负极、电源输出端和第一电容的正极。
10. -种电视机，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的开机冲击电流的抑 制装置。
【文档编号】H02M1/32GK204206316SQ201420691188
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】曾超, 胡向峰, 鲍晓杰 申请人:深圳创维－Rgb电子有限公司