专利名称：一种电源控制电路及具有所述电路的投影仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电源电路技术领域，具体地说，是涉及一种为稳定电源输
出而设计的恒流恒压控制电路以及采用所述电源控制电路而设计的LED光源投 影仪。
背景技术：
LED光源是典型的电流器件，只有施加恒定的电流才能保证LED的光特性 和使用寿命。同时，当LED隔离层的温度发生变化时，会引起正向压降变化， 从而造成正向电流变化，引起LED发生色位偏移。为此要求LED的供电电源为 恒流模式，尤其是大功率LED，恒流精度不高或直接用恒压方式供电，必将会 使LED的使用寿命极大缩短，性能也会受到很大影响。
目前的恒流电路多种多样，最简单的有串联电阻检测方法，也有采用三极 管与电压反馈调节方法来实现恒流恒压的技术，还有通过电压跌落补偿方法进 行恒流恒压控制的技术等等。但是，这些方法都存在一些缺陷，比如调节滞后、 电流稳定性不高、负载增加时电压下降等，因此不能有效确保LED光源的性能 和产品的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型为了解决传统恒流电路电流控制不精准的问题，提供了 一种结 构简单、调节迅速的电源控制电路，通过对施加到负载的供电电源进行采样， 并对采样信号进行精准地比较放大后来调节电源电路的输出，从而确保了电源 电路输出的稳定，可获得较高的恒流精度。为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现 一种电源控制电路，包括供电电源和连接在所述供电电源输出侧的反馈控 制电路；为了使通过所述供电电源输出的电流具有较高的恒流精度，在所述反 馈控制电路中设置有一恒流控制电路；在所述恒流控制电路中包括采样电阻、 比较器和精准电压调整器；所述采样电阻串联在供电电源输出侧与负载的连接 回路中，精准电压调整器连接在供电电源的输出侧，其基准电压与通过所述采 样电阻获得的采样电压共同输入到比较器中进行比较，所述比较器根据比较结 果输出电压信号传输至供电电源输入侧的控制电路，以调节供电电源输出侧的 电压。
进一步的，所述供电电源为开关电源，包括一开关变压器，所述开关变压 器的其中一路次级线圏连接所述负载，输出电压为负载供电；所述采样电阻串 联在所述次级线圈的异名端与地之间，精准电压调整器的基准电压极通过分压 电路连接所述次级线圏的异名端，所述分压电路的分压节点连接所述比较器的 反相输入端，比较器的同相输入端接地，输出端通过光耦隔离电路或直接连接 所述开关变压器初级的开关控制电路，通过改变开关控制电路中P丽开关控制 信号的占空比，实现对开关变压器输出电压的有效调节。
为了避免在负载出现短路故障时，所述电源控制电路仍能正常工作，以保 证电路安全，在所述供电电源中设置了多路输出侧，其中一路输出侧连接所述 的负载，输出电压为负载供电；另外一路输出侧连接所述精准电压调整器的阴 极，所述精准电压调整器的阳极接地。
再进一步的，为了使施加到负载的电压保持恒定，在所述反馈控制电路中 还设置了一恒压控制电路，包括分压电路和另一比较器；所述分压电路与所述 供电电源中连接负载的输出侧相连接，其分压节点连接所述另一比较器的其中 一路输入端，所述比较器的另外一路输入端连接精准电压调整器的基准电压极， 输出端通过光耦隔离电路或直接连接所述供电电源输入侧的控制电路，通过将 供电电源的输出电压与精准电压调整器的基准电压进行比较，进而生成相应的控制信号来调节供电电源的输出，从而确保开关电源输出电压的恒定。
路由电阻和电容串联而成的相位补偿电路。
基于上述电源控制电路结构，本实用新型还提供了一种采用所述电源控制 电路设计的投影仪，通过在投影仪中现有供电电源的输出侧增设由采样电阻、 分压电路、精准电压调整器和比较器组成的恒流、恒压控制电路，从而使施加 到负载的电源呈恒流、恒压特性。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型的电源控
制电路用于控制供电电源产生精准的电流和电压，反馈调节迅速、无滞后，输 出电压不受负载变化的影响。另外，该电源控制电路结构简单、成本低廉，适
用于LED光源，能有效保证LED光源性能和产品的使用寿命，尤其适用于采用 大功率LED作为光源的家电产品中，比如投影才几、背投电视机等。
结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点 和优点将变得更加清楚。
图1是本实用新型所提出的电源控制电路的一种实施例的电路原理图； 图2是采用图1所示电源控制电路的投影仪的内部电路的一种实施例的电 路原理框图。
务体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细地描述。 本实用新型摒弃现有恒流、恒压控制电路结构，采用对施加到负载的供电 电源进行采样，并对采样信号进行精准比较放大后来调整供电电源输出的方式， 来获取供电电源恒流、恒压的输出特性，从而克服了传统电路电流控制不精准 的缺陷，对提高LED产品性能和可靠性起到了非常关键的作用。在本实用新型的电源控制电路中主要包括供电电源、连接在供电电源输入 侧的控制电路、以及连接在供电电源输出侧的反馈控制电路。为了使供电电源 输出到负载的直流供电恒流、恒压，在本实用新型的反々貴控制电路中分别设计 了恒流控制电路和恒压控制电路。其中，恒流控制电路主要采用采样电阻、比 较器和精准电压调整器设计而成，通过将釆样电阻串4錄供电电源输出侧与负 载的连接回路中，进而将通过采样电阻获得的采样电压与精准电压调整器的基 准电压进行比较，从而生成相应的控制信号传输至供电电源输入侧的控制电路， 以调节供电电源输出侧的电压，进而达到输出电流恒定的设计目的。恒压控制 电路主要采用连接在供电电源输出侧的分压电路、比较器和精准电压调整器设 计而成，通过对供电电源输出至负载的供电电压进行分压，进而与精准电压调 整器的基准电压进行比较，从而生成相应的控制信号输出至供电电源输入侧的 控制电路，比如开关电源输入侧的开关控制电路，以产生相应的开关控制信号，
比如具有一定占空比的PWM开关控制信号，进而调节开关电源的输出，使输出 电压保持恒定。
下面通过一个具体的实施例来详细阐述所述电源控制电路的具体组成结构 及其工作原理。
实施例一，本实施例以开关电源为例进4亍具体阐述。所述开关电源可以采 用目前常用的反激式拓朴结构方式进行设计，包括开关变压器以及连接在开关 变压器初级的开关控制电路。所述开关控制电路的架构基本不变， 一般包括整 流滤波电路、EMI抑制电路、功率因素校正电路、P丽开关控制电路、反馈回路 和其它辅助供电电路等。这里对开关变压器初级的开关控制电路不做介绍，重 点分析连接在开关变压器次级的反馈控制电路部分。
图1为所述电源控制电路的一种实施例的电路原理图，图中仅示出了开关 变压器T的两路次级线圈Lpl和Lp2。通过次级线圏Lp2感应输出的电压经二 极管VD2整流后，输出至滤波网络进行处理。所述滤波网络可以采用由电感Ll 和电容C2、 C3组成的TT型滤波电路或者其他结构形式的滤波电路实现，进而产生纯净的直流电压Uout为负载(比如LED光源)供电。
为了使流过负载的电流恒定，本实施例在反馈控制电路中设计了 一恒流控 制电路，包括采样电阻R1、精准电压调整器U2和比较器N1A等。为了对流过 负载的电流进行采样，首先将采样电阻R1串耳关在次级线圈Lp2的异名端与地 GND之间，通过对施加到采样电阻Rl两端的电压进行取样，以间接地获得电流 值。由于流过采样电阻R1的电流Ic自右向左，因此，采样电压Uc为负值。为 了在负载发生短路故障时，反馈控制电路仍能正常工作，本实施例采用开关变 压器T的另一路次级线圏Lpl输出的直流电压VCC为精准电压调整器U2供电。 其中，通过所述次级线圈Lpl感应输出的电压经二极管VD1和滤波电容C1进行 整流滤波处理后，产生纯净的直流电压VCC通过限流电阻R4连接精准电压调整 器U2的阴极。所述精准电压调整器U2的阳极接地，基准电压极R通过由电阻 R2、 R3组成的分压电路连4妾次级线圏Lp2的异名端。所述分压电阻R2、 R3的 分压节点连接比较器N1A的反相输入端-,同相输入端+接地。当采样电压Uc 的绝对值大于精准电压调整器U2的基准电压VRef ( VRef=2. 5V)时，输出至比较 器N1A反相输入端-的电压为负电压，经比较器N1A取反后，通过其输出端输出 高电平误差信号，进而经二极管VD3和电阻R10转换为电流信号，输出至光耦 隔离器Ul的发光端，以改变流过光身禺Ul中发光二才及管的电流。通过光耦Ul 受光端产生的控制信号输出至开关变压器T初级侧的开关控制电路，以改变P丽 开关控制信号的占空比，进而调节开关变压器T次级侧的输出，以稳定流过负 载的电流。
为了使施加到负载的电压恒定，本实施例在反馈控制电路中还设计了 一恒 压控制电路，主要由分压电路、比较器N1B和精密电压调整器U2等部分组成。 其中，分压电路连接在直流电压Uout输出端与地之间，实现对直流电压Uout 的采样。在本实施例中，所述分压电3各由两个分压电阻R6、 R7连接而成，其分 压节点连接比较器N1B的同相输入端+。为了实现对分压点电压Ua的有效调节， 所述分压电阻R7优选采用可调精密电阻实现。所述比较器N1B的反相输入端-
8通过电阻R5连接精密电压调整器U2的基准电压极R,通过将分压点电压Ua与 基准电压V^进行比较，即判断Ua是否大于2. 5V，进而生成相应的控制信号通 过比较器N1B的输出端输出。当施加到负载的直流电压Uout升高时，分压节点 处的电压Ua随之升高，该电压与比较器N1B反相输入端-的2. 5V基准电压VRef 比较，输出误差控制信号通过二极管VD4和电阻R10变成电流信号，流入光耦 Ul中的发光端，通过改变流过光耦U1中发光二极管的电流，进而通过光耦U1 的受光端发出相应的控制信号输出至开关变压器T初级的开关控制电路，以改 变开光控制信号P丽的占空比，实现对开关变压器T次级侧输出电压的有效调 节，进而使施加到负载的直流电压Uout工作在恒压状态。
除此之外，为了对比较电路进行相位补偿，在所述两路比较器N1A、 N1B 的反相输入端与输出端之间各自连接有一路由电容C4 (或C5)和电阻R8 (或 R9)串联而成的相位补偿电路。
经试验证明，采用由比较器N1A、 N1B和精密电压调整器U2等元件组成的 恒压、恒流控制电路，可以实现很高的恒压与恒流精度。采样电阻R1的阻值可 选为mQ级，因此，对电路转换效率基本无影响。
下面以LED投影仪为例来阐述所述电源控制电路在投影仪中的具体应用及 产生的积才及效果。
光源照明系统是整个投影光学系统的基础，目前UHP (超高压气体放电灯) 作为投影光源灯，已被广泛运用于前投影机和背投电视上。而LED作为新型的 照明光源也越来越受到人们的关注，与UHP灯相比，LED具有一系列优势，它 利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压时，半导体中的载流 子发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。因此，可将LED应 用于投影仪中，作为投影仪的光源。
由于使用了LED光源，对于DLP投影来说可以省掉色轮装置，从而大大提 高了光源的效率。另外，由于光源散热方式的改变，采用LED光源的投影产品 可以比一般的投影仪更安静、更节能、更轻便。图2为投影仪中电源部分的电路原理框图，包括整流滤波电路、开关电源 电路和大功率LED光源等主要组成部分。其中，220V交流市电通过总开关Kl、 温控开关K2和门控开关K3输入到整流滤波电路，通过整流滤波电路将交流电 压转变为直流电压后输出至开关电源电路。所述开关电源电路可以采用反激式 拓朴结构设计而成，将整流滤波电路输出的直流电压转换为大功率LED光源所 需的直流电压，为大功率LED光源供电；同时生成多路低压直流电源输出至投 影仪的主板，为主板上的各功能电路提供工作电源。
为了使输出至大功率LED光源的电压和电流呈现恒压、恒流特性，可以将 图1所示的反馈控制电路设计在投影仪的开关电源电路中。通过测试和使用的 效果来看，这种由参考比较电路构成的恒压、恒流控制电路具有很好的伏-安特 性，最接近理想的输出状态。将该电路应用于为大功率LED光源的电源供电， 能使LED工作在最佳状态，充分保证LED电流器件的特性，使LED的发光亮度 均匀，对提高LED的使用寿命有极大的帮助。
当然，本实施例的电源控制电路同样可以应用于采用大功率LED作为光源 的背投电视机等家电产品中。
应当指出，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式而已，对于本技 术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以^f故出 若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种电源控制电路，包括供电电源和连接在所述供电电源输出侧的反馈控制电路；其特征在于在所述反馈控制电路中包含有一恒流控制电路，在所述恒流控制电路中包括采样电阻、比较器和精准电压调整器；所述采样电阻串联在供电电源输出侧与负载的连接回路中，精准电压调整器连接在供电电源的输出侧，其基准电压与通过所述采样电阻获得的采样电压共同输入到比较器中进行比较，所述比较器根据比较结果输出电压信号传输至供电电源输入侧的控制电路，以调节供电电源输出侧的电压。
2、 根据权利要求l所述的电源控制电路，其特征在于所述供电电源为开 关电源，包括一开关变压器，所述开关变压器的其中一路次级线圏连接所述负 载，输出电压为负载供电；所述采样电阻串联在所述次级线圏的异名端与地之 间，精准电压调整器的基准电压极通过分压电路连接所述次级线圈的异名端， 所述分压电路的分压节点连接所述比较器的反相输入端，比较器的同相输入端 接地，输出端通过光耦隔离电路或直接连接所述开关变压器初级的开关控制电 路。
3、 根据权利要求l所述的电源控制电路，其特征在于所述供电电源包括 多路输出侧，其中一路输出侧连接所述的负载，输出电压为负载供电；另外一 路输出侧连接所述精准电压调整器的阴极，所述精准电压调整器的阳极接地。
4、 根据权利要求1或2或3所述的电源控制电路，其特征在于在所述反 馈控制电路中还包含有一恒压控制电路，包括分压电路和另一比较器；所述分 压电路与所述供电电源中连接负载的输出侧相连接，其分压节点连接所述另一 比较器的其中一路输入端，所述比较器的另外一路输入端连接精准电压调整器 的基准电压极，输出端通过光耦隔离电路或直接连接所述供电电源输入侧的控 制电路。
5、 根据权利要求4所述的电源控制电路，其特征在于在所述两路比较器的反相输入端与输出端之间各自连接有一路由电阻和电容串联而成的相位补偿 电路。
6、 一种投影仪，包括供电电源和连接在所述供电电源输出侧的反馈控制电 路；其特征在于在所述反馈控制电路中包含有一恒流控制电路，在所述恒流 控制电路中包括采样电阻、比较器和精准电压调整器；所述采样电阻串耳关在供 电电源输出侧与负载的连接回路中，精准电压调整器连接在供电电源的输出侧，
7、 根据权利要求6所述的投影仪，其特征在于所述供电电源为开关电源， 包括一开关变压器，所述开关变压器的其中一路次级线圈连接所述负载，输出 电压为负载供电；所述采样电阻串联在所述次级线圈的异名端与地之间，精准 电压调整器的基准电压极通过分压电路连接所述次级线圈的异名端，所述分压 电路的分压节点连接所述比较器的反相输入端，比较器的同相输入端接地，输 出端通过光耦隔离电路或直接连接所述开关变压器初级的开关控制电路。
8、 根据权利要求6所述的投影仪，其特征在于所述供电电源包括多路输 出侧，其中一路输出侧连接所述的负载，输出电压为负载供电；另外一路输出 侧连接所述精准电压调整器的阴极，所述精准电压调整器的阳极接地。
9、 根据权利要求6或7或8所述的投影仪，其特征在于在所述反馈控制 电路中还包含有一恒压控制电路，包括分压电路和另一比较器；所述分压电路 与所述供电电源中连接负载的输出侧相连接，其分压节点连接所述另 一比较器 的其中一路输入端，所述比较器的另外一路输入端连接精准电压调整器的基准 电压极,输出端通过光耦隔离电路或直接连接所述供电电源输入侧的控制电路。
10、 根据权利要求9所述的投影仪，其特征在于在所述两路比较器的反 相输入端与输出端之间各自连接有一路由电阻和电容串联而成的相位补偿电 路。
专利摘要本实用新型公开了一种电源控制电路及具有所述电路的投影仪，包括供电电源和连接在所述供电电源输出侧的反馈控制电路；在所述反馈控制电路中包含有一恒流控制电路，在所述恒流控制电路中包括采样电阻、比较器和精准电压调整器；所述采样电阻串联在供电电源输出侧与负载的连接回路中，精准电压调整器连接在供电电源的输出侧，其基准电压与通过所述采样电阻获得的采样电压共同输入到比较器中进行比较，所述比较器根据比较结果输出电压信号传输至供电电源输入侧的控制电路，以调节供电电源输出侧的电流和电压。该电源控制电路反馈调节迅速、无滞后，输出电压不受负载变化的影响，适用于大功率LED光源，能有效保证LED光源性能和产品的使用寿命。
文档编号H05B37/02GK201360365SQ200920022670
公开日2009年12月9日 申请日期2009年2月26日 优先权日2009年2月26日
发明者尚军辉 申请人:青岛海信电器股份有限公司