單板電源及電視機的製作方法
2023-05-02 16:45:36
本發明涉及電源技術領域，特別涉及一種單板電源及電視機。
背景技術：
隨著電視機智能化水平變高，其開機速度相應地變慢。為加快待機狀態下的開機速度，電視機在待機狀態下電源板仍給主板的一些元器件進行供電，例如給主板上的DDR、MCU、及遙控接收模塊等供電。
待機時仍需要供電的電壓通常為1.5V、3.3V、及5V，現有的做法是通過直流DC/DC變換器將電視機電源板輸出的12V直流電轉換成5V直流電，再通過直流DC/DC變換器將5V的直流電分別轉換成3.3V、1.5V的直流電。由於直流DC/DC變換器轉換效率為80％左右，多級直流變換存在損耗較大的問題，因此在待機狀態下，電視機的待機功耗仍然較大，不利於節能環保。
技術實現要素：
本發明的主要目的是提供一種單板電源，旨在降低待機狀態下的功耗。
為實現上述目的，本發明提出了一種單板電源，該單板電源包括電源板、第一DC/DC變換模塊、第二DC/DC變換模塊、及第一開關；其中，
所述電源板，將交流電轉換成直流電，以給所述第一DC/DC變換模塊及所述第二DC/DC變換模塊進行供電；
所述第一DC/DC變換模塊及第二DC/DC變換模塊，將直流電轉換成所述主板所需的電壓；
在待機狀態下，所述主板控制第一開關關斷，所述電源板停止向所述第二DC/DC變換模塊供電；在開機狀態下，所述主板控制第一開關導通，所述電源板向所述第二DC/DC變換模塊供電，經所述第二DC/DC變換模塊變換後給所述主板供電。
優選地，所述電源板的輸出端分別與所述第一DC/DC變換模塊的輸入端、及第一開關的輸入端連接，所述第一DC/DC變換模塊的輸出端與所述主板電連接，所述第一開關的輸出端經所述第二DC/DC變換模塊與所述主板電連接，所述第一開關的受控端與所述主板電連接。
優選地，所述第一DC/DC變換模塊包括第一DC/DC變換器及第二DC/DC變換器；所述第一DC/DC變換器的輸入端及所述第二DC/DC變換器的輸入端分別與所述電源板連接。
優選地，所述第一DC/DC變換模塊還包括第二開關，所述第二開關的輸入端與所述第二DC/DC變換器的輸出端連接，所述第二開關的輸出端及受控端均與所述主板電連接；其中
在待機狀態時，所述主板控制所述第二開關斷開，所述第二DC/DC變換器停止向所述主板供電；在開機狀態時，所述主板控制所述第二開關導通，所述第二DC/DC變換器向所述主板供電。
優選地，所述第二DC/DC變換模塊包括第三DC/DC變換器、第四DC/DC變換器、第五DC/DC變換器；所述第三DC/DC變換器的輸入端、第四DC/DC變換器的輸入端、第五DC/DC變換器的輸入端均與所述第一開關的輸出端連接，所述第三DC/DC變換器的輸出端、第四DC/DC變換器的輸出端、第五DC/DC變換器的輸出端均與所述主板電連接。
優選地，所述第二DC/DC變換模塊還包括第三開關，所述第三開關的輸入端與所述第五DC/DC變換器的輸出端連接，所述第三開關的輸出端與所述主板電連接，所述第三開關的受控端與所述主板電連接；其中
在待機狀態時，所述主板控制所述第三開關斷開，所述第五DC/DC變換器停止向所述主板供電；在開機狀態時，所述主板控制所述第三開關導通，所述第五DC/DC變換器向所述主板供電。
優選地，所述第一DC/DC變換器、所述第二DC/DC變換器、所述第三DC/DC變換器、所述第四DC/DC變換器、及所述第五DC/DC變換器均為降壓式DC/DC變換器。
本發明還提出一種電視機，所述電視機包括如上所述的單板電源，該單板電源包括電源板、第一DC/DC變換模塊、第二DC/DC變換模塊、及第一開關；其中，所述電源板，將交流電轉換成直流電，以給所述第一DC/DC變換模塊及所述第二DC/DC變換模塊進行供電；所述第一DC/DC變換模塊及第二DC/DC變換模塊，將直流電轉換成所述主板所需的電壓；在待機狀態下，所述主板控制第一開關關斷，所述電源板停止向所述第二DC/DC變換模塊供電；在開機狀態下，所述主板控制第一開關導通，所述電源板向所述第二DC/DC變換模塊供電，經所述第二DC/DC變換模塊變換後給所述主板供電。
本發明技術方案通過設置電源板、第一DC/DC變換模塊、第二DC/DC變換模塊、及第一開關，形成了一種單板電源。第一DC/DC變換模塊和第二DC/DC變換模塊將電源板輸出的直流電經轉換後直接給主板供電，省去中間的多級直流變換，從而提高了單板電源的電能轉換效率，降低了單板電源的功耗。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。
圖1為本發明單板電源一實施例的功能模塊圖；
圖2為本發明單板電源進一步實施例的功能模塊圖；
圖3為本發明第一DC/DC變換器一實施例的結構示意圖；
圖4為本發明第二DC/DC變換器一實施例的結構示意圖。
附圖標號說明：
本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
需要說明，本發明實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、後……)僅用於解釋在某一特定姿態(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關係、運動情況等，如果該特定姿態發生改變時，則該方向性指示也相應地隨之改變。
另外，在本發明中涉及「第一」、「第二」等的描述僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。另外，各個實施例之間的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現為基礎，當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本發明要求的保護範圍之內。
本發明提出一種單板電源。
參照圖1，在本發明實施例中，該單板電源包括第一DC/DC變換模塊100、第二DC/DC變換模塊200、第一開關300、及電源板400。
所述電源板400，將交流電轉換成直流電，給所述第一DC/DC變換模塊100及所述第二DC/DC變換模塊200進行供電；所述第一DC/DC變換模塊100及第二DC/DC變換模塊200，將直流電轉換成主板所需的電壓；在待機狀態下，主板控制第一開關300關斷，所述電源板400停止向所述第二DC/DC變換模塊200供電；在開機狀態下，所述主板控制第一開關300導通，所述電源板400向所述第二DC/DC變換模塊200供電，經所述第二DC/DC變換模塊200變換後給所述主板供電。
需要說明的是，該單板電源應用於一種電視機上，為電視機的主板供電。主板上設有主控晶片，本實施例中，該主控晶片採用晨星半導體的型號為MSD6A828的晶片。且主板上設有用於通訊的DDR(Double Data Rate，動態隨機存儲器)，在待機時DDR需保持工作，其工作電壓為1.5V。此外，主晶片的通訊單元和控制單元在待機狀態下需保持工作，其工作電壓分別為1.5V和3.3V。
電源板400輸出直流電的電壓為12V，經過第一DC/DC變換模塊100轉換成電壓為3.3V和1.5V的直流電輸出，以給DDR、主控晶片等供電。此外，在開機狀態下，第一開關300導通，12V的直流電經第二DC/DC變換模塊200轉換後給主板供電；在待機狀態下時，第一開關300關斷，12V直流電則不進行供電。
本實施例中，第一開關300採用三合微科公司的型號為STM9435的MOS管。該MOS管的通斷由主控晶片進行控制。
本發明技術方案通過設置第一DC/DC變換模塊100、第二DC/DC變換模塊200、第一開關300、及電源板400，形成了一種單板電源。第一DC/DC變換模塊100和第二DC/DC變換模塊200將電源板400輸出的直流電經轉換後直接給主板供電，省去中間的多級直流變換，從而提高了單板電源的電能轉換效率，降低了單板電源的功耗。
具體地，所述電源板400的輸出端分別與所述第一DC/DC變換模塊100的輸入端、及第一開關300的輸入端連接，所述第一DC/DC變換模塊100的輸出端與所述主板電連接，所述第一開關300的輸出端經所述第二DC/DC200變換模塊與所述主板電連接，所述第一開關300的受控端與所述主板連接
具體地，所述第一DC/DC變換模塊100包括第一DC/DC變換器110及第二DC/DC變換器120；所述第一DC/DC變換器110的輸入端及所述第二DC/DC變換器120的輸入端分別與所述電源板400連接。
需要說明的是，第一DC/DC變換器110採用芯源半導體的型號為MP1470的降壓晶片，用於將12V電壓降為1.5V。第二DC/DC變換器120採用萬代公司型號為AOZ3101的降壓晶片，用於將12V電壓降為3.3V電壓。
進一步地，所述第一DC/DC變換模塊100還包括第二開關130，所述第二開關130的輸入端與所述第二DC/DC變換器120的輸出端連接，所述第二開關130的輸出端及受控端均與所述主板電連接；其中，
在待機狀態時，所述主板控制所述第二開關130斷開，所述第二DC/DC變換器120停止向所述主板供電；在開機狀態時，所述主板控制所述第二開關130導通，所述第二DC/DC變換器120向所述主板供電。通過設置第二開關130，降低了在待機狀態下不必要的用電，降低了單板電源的損耗。
具體地，所述第二DC/DC變換模塊200包括第三DC/DC變換器210、第四DC/DC變換器220、第五DC/DC變換器230；所述第三DC/DC變換器210的輸入端、第四DC/DC變換器220的輸入端、第五DC/DC變換器230的輸入端均與所述第一開關300的輸出端連接，所述第三DC/DC變換器210的輸出端、第四DC/DC變換器220的輸出端、第五DC/DC變換器230的輸出端均與所述主板電連接。
需要說明的是，第三DC/DC變換器210採用萬代公司的型號為AOZ1268的降壓晶片，用於將12V電壓降為1.1V電壓，以給主控晶片的晶片核供電；第四DC/DC變換器220採用型號為晨星半導體的型號為MSH6110A的降壓晶片，用於將12V電壓降為1.1V電壓，同樣給主控晶片的晶片核供電；第五DC/DC變換器230採用萬代公司的型號為AOZ3046的降壓晶片，用於將12V電壓降為5V電壓，用於給主板上的USB接口進行供電。
進一步地，所述第二DC/DC變換模塊200還包括第三開關240，所述第三開關240的輸入端與所述第五DC/DC變換器230的輸出端連接，所述第三開關240的輸出端與所述主板電連接，所述第三開關240的受控端與所述主板電連接；其中，
在待機狀態時，所述主板控制所述第三開關240斷開，所述第五DC/DC變換器230停止向所述主板供電；在開機狀態時，所述主板控制所述第三開關240導通，所述第五DC/DC變換器230向所述主板供電。
需要說明的是，第三開關240採用芯朋微公司的型號為AP1621實現，第三開關240為限流開關。在第三開關240輸入電流超過設定電流時，第三開關240自動調節達到輸出電流不變的目的，此外第三開關240還有限制輸出功率和過熱保護等功能。
本實施例中，所述第一DC/DC變換器110、所述第二DC/DC變換器120、所述第三DC/DC變換器210、所述第四DC/DC變換器220、及所述第五DC/DC變換器230均為降壓式DC/DC變換器。易於理解的是，可根據實際情況，還可採用升壓式或升降壓式的DC/DC變換器。
參照圖3，本實施例中，第一DC/DC變換器110包括第一降壓晶片U1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6及第一電感L1；第一降壓晶片包括接地端GND、輸出端SW、電源輸入端IN、自舉端BST、及反饋端FB。
第一電阻R1的第一端與電源板400輸出端連接，第一電阻R1的第二端與第一降壓晶片U1的電源輸入端IN連接；第一降壓晶片U1的接地端接地；第一電容C1的第一端與第一降壓晶片U1的電源輸入端IN連接，第一電容C1的第二端接地，第二電容C2並聯於第一電容C1兩端；第二電阻R2的第一端與第一開關300的輸出端連接，第二電阻R2的第二端與第一電阻R1的第二端連接；第三電阻R3的第一端與第一電阻R1的第二端連接，第三電阻R3的第二端與第一降壓晶片U1的使能端EN連接；第四電阻R4的第一端與第一降壓晶片U的自舉端BST連接，第四電阻R4的第二端經第三電容C3與第一電感L1的第一端連接，第一電感L1的第二端為第一DC/DC變換器110的1.5V電壓輸出端，第一電感L1的第一端還與第一降壓晶片U1的輸出端連接；第五電阻R5的第一端與第一降壓晶片U1的反饋端FB連接，第五電阻R5的第二端經第六電阻R6與第七電阻R7的第一端連接，第七電阻R7的第二端與第一電感L1的第二端連接，第八電阻R8的第一端與第五電阻R5的第二端連接，第八電阻R8的第二端接地；第四電容C4的第一端與第一電感L1的第二端連接，第四電容C4的第二端接地，第五電容C5及第六電容C6均並聯於第四電容C4兩端。
需要說明的是，第六電阻R6、第七電阻R7及第八電阻R8為反饋電阻，用於調節第一DC/DC變換器110輸出電壓大小。第一電阻R1和第二電阻R2為可選擇器件，在電視機系統有快速啟動功能時，第一電阻R1需要設置，而第二電阻R2不設置；相反若電視機系統無快速啟動功能時，第一電阻R1空置，第二電阻R2需設置。本實施例中，第一電阻R1設置，而無需設置第二電阻R2，當第一降壓晶片U1的使能端EN為高電平時，第一降壓晶片U1開始工作，輸出1.5V直流電。
參照圖4，本實施例中，第二DC/DC變換器120包括第二降壓晶片U2、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電容C10、第十一電容C11、第十二電容C12及第二電感L2；第二降壓晶片U2包括使能端EN、電源輸入端VIN、輸出端LX、接地端GND、反饋端FB、補償端COMP、公共端VCC、自舉端BST。
第七電容C7的第一端與電源板400的輸出端連接，第七電容C7的第二端接地，第八電容C8及第九電容C9均並聯於第七電容C7兩端；第二降壓晶片U2的接地端GND接地；第二降壓晶片U2的輸出端LX與第二電感L2的第一端連接，第二電感L2的第二端為第二DC/DC變換器120的3.3V電壓輸出端；第九電阻R9的第一端與第二降壓晶片U2的電源輸入端VIN連接，第九電阻R9的第二端經第十電阻R10接地，第二降壓晶片U2的使能端EN與第九電阻R9的第二端連接；第十一電阻R11的第一端與第二降壓晶片U2的反饋端FB連接，第十一電阻R11的第二端接地，第十二電阻R12的第一端與第二降壓晶片U2的反饋端FB連接，第十二電阻R12的第二端經第十三電阻R13與第二電感L2的第二端連接；第二降壓晶片U2的補償端COMP經第十四電阻R14與第十電容C10的第一端連接，第十電容C10的第二端接地，第二降壓晶片U2的公共端VCC經第十電容C10接地；第二降壓晶片U2的自舉端BST經第十二電容C12與第十五電阻R15的第一端連接，第十五電阻R15的第二端與第二電感L2的第一端連接。
需要說明的是，第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13為反饋電阻，用於調節第二降壓晶片U2輸出電壓大小。第十四電阻R14及第十電容C10用於調節第二降壓晶片U2內部的補償控制電路；第二電感L2用於儲能續流。當第二降壓晶片U2的使能端EN輸入高電平時，第二降壓晶片U2輸出3.3V電壓。
本發明通過直接將12V的直流電直接轉換成1.5V和3.3V的直流電，省去了多級直流變換，從而提高了電源的轉換效率，降低了電視機在待機狀態下以及開機狀態下的功率損耗，具有環保節能的優點。
本發明還提出一種電視機，該電視機包括上述的單板電源，該單板電源的具體結構參照上述實施例，由於該電視機採用了上述所有實施例的全部技術方案，因此至少具有上述實施例的技術方案所帶來的所有有益效果，在此不再一一贅述。
以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是在本發明的發明構思下，利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本發明的專利保護範圍內。