一種降低電感磁芯損耗的電路及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種降低電感磁芯損耗的電路，包括開關(guān)晶體管以及均與開關(guān)晶體管相連的PWM信號源、電感和負載，還包括調(diào)頻電路；調(diào)頻電路輸入端與PWM信號源相連，輸出端與開關(guān)晶體管柵極相連，用于獲得PWM信號，并將PWM信號調(diào)制成新的方波信號，且將該方波信號輸出給開關(guān)晶體管；其中，方波信號與PWM信號的占空比相同，方波信號的頻率大于PWM信號的頻率；開關(guān)晶體管，用于獲得輸出的方波信號，并將當(dāng)前獲得的方波信號的頻率作為工作頻率，控制流過電感的電流時間。本發(fā)明還公開了一種降低電感磁芯損耗的方法。本發(fā)明可以通過調(diào)制PWM信號的頻率來更改開關(guān)晶體管的工作頻率，控制電感電流時間，從而減少電感電流大小，降低電感磁芯損耗。
【專利說明】一種降低電感磁芯損耗的電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，尤其涉及一種降低電感磁芯損耗的電路及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，在LED (Light-Emitting Diode，發(fā)光二極管)背光驅(qū)動中，傳統(tǒng)的背光驅(qū)動是通過改變低頻(如100HZ-240HZ)PWM (Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)信號的占空比來進行調(diào)光的。在PWM信號的占空比內(nèi)，由于電感LI的輸入輸出電壓和開關(guān)晶體管Ql的工作頻率并沒有改變，導(dǎo)致無論怎么調(diào)整PWM的占空比，都無法使得開關(guān)晶體管Ql的工作頻率發(fā)生變化，因此電感LI的電流不發(fā)生任何改變，造成電感磁芯損耗不會改變。其缺點在于:在為降壓穩(wěn)壓器充電、進行滿功率測試以及隨后在進行電感指端溫度測試時，如果電感的電流不發(fā)生任何改變的話，隨著溫度的升高，電感磁芯將會積累過高的損耗，使得電感出現(xiàn)燙傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種降低電感磁芯損耗的電路及方法，可以通過調(diào)制PWM信號的頻率來更改開關(guān)晶體管的工作頻率，控制流過電感的電流時間，從而實現(xiàn)減少流過電感的電流大小，降低電感磁芯損耗的目的。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種降低電感磁芯損耗的電路，包括開關(guān)晶體管、與所述開關(guān)晶體管柵極相連的PWM信號源、與所述開關(guān)晶體管漏極相連的電感以及與所述開關(guān)晶體管源極相連的負載，其特征在于，還包括調(diào)頻電路；其中，
所述調(diào)頻電路，設(shè)置于所述PWM信號源與所述開關(guān)晶體管之間，其輸入端與所述PWM信號源相連，輸出端與所述開關(guān)晶體管柵極相連，用于獲得所述PWM信號源發(fā)送的PWM信號，并根據(jù)所述獲得的PWM信號，調(diào)制成新的方波信號，且將所述調(diào)制的方波信號輸出給所述開關(guān)晶體管；其中，所述調(diào)制的方波信號與所述PWM信號的占空比相同，所述調(diào)制的方波信號頻率大于所述PWM信號的頻率；
所述開關(guān)晶體管，用于獲得所述輸出的方波信號，并將當(dāng)前所述獲得的方波信號的頻率作為工作頻率，控制流過所述電感的電流時間。
[0005]其中，所述調(diào)頻電路包括RC濾波處理器、電位偵測模塊、頻率調(diào)制模塊以及頻率輸出模塊；其中，
所述RC濾波處理器，其輸入端與所述PWM信號源相連，用于獲得所述PWM信號源發(fā)送的P麗信號，并將所述獲得的PWM信號進行RC濾波處理后，得到直流電壓信號；
所述電位偵測模塊包括放大器，用于將所述直流電壓信號的直流電壓與預(yù)設(shè)的一個或多個電壓進行比較運算后，獲得所述直流電壓信號對應(yīng)的比較電壓，并將所述獲得的比較電壓通過所述放大器進行放大后，得到所述直流電壓信號對應(yīng)的放大電壓；其中，所述放大器的輸入端與所述RC濾波器的輸出端相連；
所述頻率調(diào)制模塊包括壓控振蕩器和三角波發(fā)生器；其中，所述壓控振蕩器的輸入端與所述放大器的輸出端相連，用于將所述得到的放大電壓通過所述壓控振蕩器生成振蕩電壓信號；所述三角波發(fā)生器的輸入端與所述壓控振蕩器的輸出端相連，用于將所述生成的振蕩電壓信號通過所述三角波發(fā)生器調(diào)制，得到三角波信號；
所述頻率輸出模塊包括比較器，用于所述得到的三角波信號與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓通過所述比較器進行比較后，獲得新的方波信號，且將所述獲得的方波信號輸出給所述開關(guān)晶體管；其中，所述獲得的方波信號與所述PWM信號的占空比相同；所述比較器的輸入端與三角波發(fā)生器的輸出端相連，輸出端與所述開關(guān)晶體管柵極相連。
[0006]其中，所述放大器的輸入端包括一正極和多個負極，所述正極與所述RC濾波處理器的輸出端相連，所述多個負極分別與所述電位偵測模塊中預(yù)設(shè)的一個或多個電壓輸出端相連。
[0007]其中，所述放大器的多個負極上預(yù)設(shè)的電壓以序號大小排列，并以相同的間隔值依次遞增。
[0008]其中，所述比較器的輸入端預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓為一三端穩(wěn)壓器產(chǎn)生的輸出電壓。
[0009]其中，所述頻率輸出模塊還包括波形拉升裝置，其輸入端與所述比較器的輸出端相連，輸出端與所述開關(guān)晶體管柵極相連，用于將所述頻率輸出模塊中比較器輸出的方波信號進行波形拉升，且將所述拉升后的方波信號輸出給所述開關(guān)晶體管。
[0010]本發(fā)明實施例還提供了一種降低電感磁芯損耗的方法，其在上面所述的電路中實現(xiàn)，所述方法包括:
獲得所述PWM信號源發(fā)送的PWM信號，并根據(jù)所述獲得的PWM信號，調(diào)制成新的方波信號，且將所述調(diào)制的方波信號輸出給所述開關(guān)晶體管；其中，所述調(diào)制的方波信號與所述PWM信號的占空比相同，所述調(diào)制的方波信號頻率大于所述PWM信號的頻率；
所述開關(guān)晶體管獲得所述輸出的方波信號,并將當(dāng)前所述獲得的方波信號的頻率作為工作頻率，控制流過所述電感的電流時間。
[0011]其中，所述獲得所述PWM信號源發(fā)送的PWM信號，并根據(jù)所述獲得的PWM信號，調(diào)制成新的方波信號，且將所述調(diào)制的方波信號輸出給所述開關(guān)晶體管的具體步驟包括:
a、獲得所述PWM信號源發(fā)送的PWM信號，并將所述獲得的PWM信號進行RC濾波處理后，得到直流電壓信號；
b、將所述得到的直流電壓信號的直流電壓與預(yù)設(shè)的一個或多個電壓進行比較運算后，獲得所述直流電壓信號對應(yīng)的比較電壓，并將所述獲得的比較電壓進行放大后，得到所述直流電壓信號對應(yīng)的放大電壓；
C、將所述得到的放大電壓調(diào)制成振蕩電壓信號，并將所述調(diào)制的振蕩電壓信號進一步的調(diào)制，得到三角波信號；
d、所述得到的三角波信號與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓進行比較后，獲得新的方波信號，且將所述獲得的方波信號輸出給所述開關(guān)晶體管。
[0012]其中，所述步驟b中“將所述得到的直流電壓信號的直流電壓與預(yù)設(shè)的一個或多個電壓進行比較運算后，獲得所述直流電壓信號對應(yīng)的比較電壓”具體為:
當(dāng)所述直流電壓位于所述預(yù)設(shè)電壓中的相鄰兩個之間時，取所述相鄰兩個預(yù)設(shè)電壓中值大的作為運算電壓，計算出所述運算電壓與所述直流電壓的差值，并將所述計算出的差值作為所述直流電壓對應(yīng)的比較電壓；當(dāng)所述直流電壓大于或小于所述預(yù)設(shè)的每一電壓時，所述直流電壓對應(yīng)的比較電壓為
O0
[0013]其中，所述預(yù)設(shè)的多個電壓以序號大小排列，并以相同的間隔值依次遞增。
[0014]其中，在所述步驟d中“所述得到的三角波信號與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓進行比較后，獲得新的方波信號”之后，還包括步驟:
將所述獲得的方波信號進行波形拉升，且將所述拉升后的方波信號輸出給所述開關(guān)晶體管。
[0015]其中，所述步驟d中的“預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓”為通過一三端穩(wěn)壓器產(chǎn)生的電壓。
[0016]實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果:
將獲得的PWM信號通過調(diào)頻電路而得到新的方波信號，并將該方波信號的輸出頻率作為開關(guān)晶體管的工作頻率，實現(xiàn)開關(guān)晶體管可控制流過電感的電流時間，從而減少了流過電感的電流大小，達到降低電感磁芯損耗的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖仍屬于本發(fā)明的范疇。
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中LED背光驅(qū)動的連接示意圖；
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中電感工作電路的連接示意圖；
圖3為本發(fā)明第一實施例提供的降低電感磁芯損耗的電路的連接示意圖；
圖4為圖3中調(diào)頻電路的一連接不意圖；
圖5為圖3中調(diào)頻電路的另一連接不意圖；
圖6為圖4和圖5中放大器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為本發(fā)明第二實施例提供的降低電感磁芯損耗的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]請參照圖1，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中采用調(diào)整PWM信號的占空比的大小，只能使得LED背光驅(qū)動中發(fā)光二極管的發(fā)光時間改變，而不能降低電感磁芯的損耗。為了實現(xiàn)降低電感磁芯的損耗，發(fā)明人從電感公式:
L- = U進行分析，其中，L為電感系數(shù)，該系數(shù)為常量，di為流過電感的電流變化量，dt為
流過電感電流的時間，U為電感的輸出電壓，用于驅(qū)動LED，其為固定值，要實現(xiàn)降低電感磁芯的損耗，就需要減少流過電感的電流變化量di，而要減少流過電感的電流變化量di就要減少流過電感電流的時間dt，因此就需要開關(guān)晶體管Ql控制電感LI流過電感電流的時間dt (即開關(guān)晶體管Ql導(dǎo)通時間)來決定減少流過電感的電流變化量di。由于在LED背光驅(qū)動中輸入電壓Vin和輸出電壓Vout固定，開關(guān)晶體管Ql根據(jù)公式:
【權(quán)利要求】
1.一種降低電感磁芯損耗的電路，包括開關(guān)晶體管、與所述開關(guān)晶體管柵極相連的PWM信號源、與所述開關(guān)晶體管漏極相連的電感以及與所述開關(guān)晶體管源極相連的負載，其特征在于，還包括調(diào)頻電路；其中， 所述調(diào)頻電路，設(shè)置于所述PWM信號源與所述開關(guān)晶體管之間，其輸入端與所述PWM信號源相連，輸出端與所述開關(guān)晶體管柵極相連，用于獲得所述PWM信號源發(fā)送的PWM信號，并根據(jù)所述獲得的PWM信號，調(diào)制成新的方波信號，且將所述調(diào)制的方波信號輸出給所述開關(guān)晶體管；其中，所述調(diào)制的方波信號與所述PWM信號的占空比相同，所述調(diào)制的方波信號頻率大于所述PWM信號的頻率； 所述開關(guān)晶體管，用于獲得所述輸出的方波信號，并將當(dāng)前所述獲得的方波信號的頻率作為工作頻率，控制流過所述電感的電流時間。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述調(diào)頻電路包括RC濾波處理器、電位偵測模塊、頻率調(diào)制模塊以及頻率輸出模塊；其中， 所述RC濾波處理器，其輸入端與所述PWM信號源相連，用于獲得所述PWM信號源發(fā)送的PWM信號，并將所述獲得的PWM信號進行RC濾波處理后，得到直流電壓信號； 所述電位偵測模塊包括放大器，用于將所述直流電壓信號的直流電壓與預(yù)設(shè)的一個或多個電壓進行比較運算后，獲得所述直流電壓信號對應(yīng)的比較電壓，并將所述獲得的比較電壓通過所述放大器進行放大后，得到所述直流電壓信號對應(yīng)的放大電壓；其中，所述放大器的輸入端與所述RC濾波器的輸出端相連； 所述頻率調(diào)制模塊包括壓控振蕩器和三角波發(fā)生器；其中，所述壓控振蕩器的輸入端與所述放大器的輸出端相連，用于將所述得到的放大電壓通過所述壓控振蕩器生成振蕩電壓信號；所述三角波發(fā)生器的輸入端與所述壓控振蕩器的輸出端相連，用于將所述生成的振蕩電壓信號通過所述三角波發(fā)生器調(diào)制，得到三角波信號； 所述頻率輸出模塊包括比較器，用于所述得到的三角波信號與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓通過所述比較器進行比較后，獲得新的方波信號，且將所述獲得的方波信號輸出給所述開關(guān)晶體管；其中，所述獲得的方波信號與所述PWM信號的占空比相同；所述比較器的輸入端與三角波發(fā)生器的輸出端相連，輸出端與所述開關(guān)晶體管柵極相連。
3.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述放大器的輸入端包括一正極和多個負極，所述正極與所述RC濾波處理器的輸出端相連，所述多個負極分別與所述電位偵測模塊中預(yù)設(shè)的一個或多個電壓輸出端相連。
4.如權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述放大器的多個負極上預(yù)設(shè)的電壓以序號大小排列，并以相同的間隔值依次遞增。
5.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述比較器的輸入端預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓為一三端穩(wěn)壓器產(chǎn)生的輸出電壓。
6.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述頻率輸出模塊還包括波形拉升裝置，其輸入端與所述比較器的輸出端相連，輸出端與所述開關(guān)晶體管柵極相連，用于將所述頻率輸出模塊中比較器輸出的方波信號進行波形拉升，且將所述拉升后的方波信號輸出給所述開關(guān)晶體管。
7.—種降低電感磁芯損耗的方法,其特征在于,其在如權(quán)利要求1至6任一項中所述的電路中實現(xiàn)，所述方法 包括:獲得所述PWM信號源發(fā)送的PWM信號，并根據(jù)所述獲得的PWM信號，調(diào)制成新的方波信號，且將所述調(diào)制的方波信號輸出給所述開關(guān)晶體管；其中，所述調(diào)制的方波信號與所述PWM信號的占空比相同，所述調(diào)制的方波信號頻率大于所述PWM信號的頻率； 所述開關(guān)晶體管獲得所述輸出的方波信號 ，并將當(dāng)前所述獲得的方波信號的頻率作為工作頻率，控制流過所述電感的電流時間。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述獲得所述PWM信號源發(fā)送的PWM信號，并根據(jù)所述獲得的PWM信號，調(diào)制成新的方波信號，且將所述調(diào)制的方波信號輸出給所述開關(guān)晶體管的具體步驟包括: a、獲得所述PWM信號源發(fā)送的PWM信號，并將所述獲得的PWM信號進行RC濾波處理后，得到直流電壓信號； b、將所述得到的直流電壓信號的直流電壓與預(yù)設(shè)的一個或多個電壓進行比較運算后，獲得所述直流電壓信號對應(yīng)的比較電壓，并將所述獲得的比較電壓進行放大后，得到所述直流電壓信號對應(yīng)的放大電壓； C、將所述得到的放大電壓調(diào)制成振蕩電壓信號，并將所述調(diào)制的振蕩電壓信號進一步的調(diào)制，得到三角波信號； d、所述得到的三角波信號與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓進行比較后，獲得新的方波信號，且將所述獲得的方波信號輸出給所述開關(guān)晶體管。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟b中“將所述得到的直流電壓信號的直流電壓與預(yù)設(shè)的一個或多個電壓進行比較運算后，獲得所述直流電壓信號對應(yīng)的比較電壓”具體為: 當(dāng)所述直流電壓位于所述預(yù)設(shè)電壓中的相鄰兩個之間時，取所述相鄰兩個預(yù)設(shè)電壓中值大的作為運算電壓，計算出所述運算電壓與所述直流電壓的差值，并將所述計算出的差值作為所述直流電壓對應(yīng)的比較電壓； 當(dāng)所述直流電壓大于或小于所述預(yù)設(shè)的每一電壓時，所述直流電壓對應(yīng)的比較電壓為O0
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的多個電壓以序號大小排列，并以相同的間隔值依次遞增。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在所述步驟d中“所述得到的三角波信號與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓進行比較后，獲得新的方波信號”之后，還包括步驟: 將所述獲得的方波信號進行波形拉升，且將所述拉升后的方波信號輸出給所述開關(guān)晶體管。
12.如權(quán)利要求8或11所述的方法，其特征在于，所述步驟d中的“預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓”為通過一三端穩(wěn)壓器產(chǎn)生的電壓。
【文檔編號】H05B37/02GK103906318SQ201410092251
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】黎飛 申請人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司