一種led顯示模組開關電源的製作方法

2023-06-15 20:15:41 1

專利名稱：一種led顯示模組開關電源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子技術領域，尤其涉及一種LED顯示模組開關電源。
背景技術：
目前，LED (LightEmitting Diode,發光二極體)顯示屏的模組供電方式普 遍採用工業通用的開關電源模塊進行並聯供電，如採用臺灣的銘偉S-350-5,日本 的LAMDA的SWS-300-5等標準電源。然而，LED顯示屏才莫組一旦接駁上交流 輸入電源後，整個的模塊開關電源的主迴路就始終處在開關工作狀態。因此， 該開關電源模塊在系統啟動、系統關機、系統升級和系統維護等不同的工作狀 態下很難做出相應的步調調整，進而不能達到綠色省電的相關要求。
現有技術存在以下問題
現有技術中釆用普通電源驅動LED顯示屏，存在驅動電源模塊與控制系統 配合不緊密，導致啟動和關機電流脈衝大、維護和系統升級時費電等技術缺陷。

實用新型內容
本實用新型提供一種LED顯示模組開關電源，用以解決現有技術中存在的 驅動電源模塊與控制系統配合不緊密，導致啟動和關機時電流脈沖大、維護和 系統升級時費電等問題。
為達到上述目的，本實用新型提供一種LED顯示模組開關電源，包括控 制接口模塊、主電源迴路模塊以及副電源迴路模塊，
所述控制接口模塊接收LED系統控制板發送的控制信號，對所述控制信號 進行緩沖和延遲處理後發送至所述主電源迴路模塊；
所述主電源迴路模塊根據接收到的所述控制信號延遲開啟或延遲關斷各主電源迴路；
所述副電源迴路模塊分別與所述LED系統控制板、控制接口模塊和主電源 迴路模塊連接，並向所述LED系統控制板、控制接口模塊以及主電源迴路模塊 的主晶片提供工作電壓。
其中，所述控制接口模塊具體包括信號緩衝處理子模塊、信號延遲處理子 模塊、電流放大子模塊以及信號發送子模塊；其中，
所述信號緩衝處理子模塊接收所述LED系統控制板發送的控制信號，將所 述控制信號進行緩沖處理後分成多路輸出給所述信號延遲處理子模塊；
所述信號延遲處理子模塊將接收到的所述多路控制信號分別進行延遲處理 後輸出給所述電流放大子模塊；
所述電流放大子模塊將所述多路控制信號轉發給所述信號發送子模塊，同 時將所述多路控制信號所在迴路的工作電流放大後輸出給信號發送子模塊；
所述信號發送子模塊利用輸入的工作電流開啟內部的光耦合器，使所述光 耦合器耦合所述多路控制信號，並將所述多路控制信號分別發送至所述主電源 迴路模塊中各主電源迴路。
本實用新型提供的LED顯示模組開關電源進一步具有如下特徵
所述主電源迴路模塊包括信號接收子模塊和信號處理子模塊，
其中，所述信號接收子模塊接收所述控制接口模塊發送的控制信號，並將
所述控制信號發送至所述信號處理子模塊；
所述信號處理子模塊接收所述信號接收子模塊發送的控制信號，並根據所
述控制信號延遲開啟或延遲關斷各主電源迴路。 所述主電源迴路模塊中進一 步包括供電子模塊，
所述供電子模塊接收輸入的電壓信號，將所述輸入的電壓信號依次經過濾 波、整流和功率校正處理後向LED顯示屏和所述副電源迴路供電。 且上述主電源迴路模塊包括多條獨立的主電源迴路。 與現有技術相比，本實用新型具有以下優點本實用新型通過將原有電源模塊的拓樸組成進行相應的改進，使得主電源
迴路模塊與LED系統控制板的聯動控制變成智能可行，解決了現有技術中的電 源與控制系統配合不緊密、維護和系統升級時費電等技術缺陷，同時，本實用 新型提供的電源可以延遲開機和延遲關機，從而解決了啟動和關機瞬間電流脈 沖大的問題。


為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中 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實 用新型的一些實施例，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，還可以才艮據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型提供的一種LED顯示模組開關電源的結構圖； 圖2為本實用新型提供的一種LED顯示模組開關電源的電路框圖； 圖3為本實用新型提供的一種LED顯示模組開關電源的控制接口模塊的電 路原理圖4為本實用新型提供的LED顯示模組開關電源的控制信號延遲圖； 圖5為本實用新型提供的一種LED顯示模組開關電源的主電源迴路模塊的 電路原理圖6為本實用新型提供的一種LED顯示模組開關電源的副電源迴路模塊的 電路原理圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方 案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分 實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術 人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
本實用新型提供了 一種LED顯示模組開關電源，該開關電源的工作狀態與 LED顯示系統的工作特點緊密結合，具有省電，綠色環保等特點。同時，本實 用新型提供的開關電源具有延遲開機和延遲關機的功能，解決了啟動和關機瞬 間電流脈衝大的問題，更有利於LED顯示屏系統合理地管理整個顯示屏的電源 網絡。
具體的，本實用新型提供的一種LED顯示模組開關電源，如圖l所示，包 括控制接口模塊110、主電源迴路模塊120以及副電源迴路模塊130，
控制接口模塊110接收LED系統控制板發送的控制信號，對該控制信號進 行緩衝和延遲處理後發送至主電源迴路模塊120;
主電源迴路模塊120根據接收到的控制信號延遲開啟或延遲關斷各主電源 迴路；
副電源迴路模塊130分別與LED系統控制板、控制接口模塊110和主電源 迴路模塊120連接，並向LED系統控制板、控制接口模塊110以及主電源迴路 模塊120的主晶片提供工作電壓。
具體的，上述控制接口模塊110包括信號緩衝處理子模塊lll、信號延遲 處理子模塊112、電流放大子模塊113以及信號發送子模塊114;
其中，信號緩衝處理子模塊111接收LED系統控制板發送的控制信號，將 該控制信號進行緩衝處理後分成多路輸出給信號延遲處理子模塊112;
信號延遲處理子模塊112將接收到的多路控制信號分別進行延遲處理後輸 出給電流放大子模塊113;
電流放大子模塊113將多路控制信號轉發給信號發送子模塊114，同時將多 路控制信號所在迴路的工作電流放大後輸出給信號發送子模塊114;
信號發送子模塊114利用輸入的工作電流開啟內部的光耦合器，使所述光 耦合器耦合多路控制信號，並將多路控制信號分別發送至主電源迴路模塊120 中各主具體上述主電源迴路模塊120包括信號接收子模塊121和信號處理子模塊
122,
其中，信號接收子模塊121接收控制接口模塊110發送的控制信號，並將 控制信號發送至信號處理子模塊122;
信號處理子模塊122接收信號接收子模塊121發送的控制信號，並根據控 制信號延遲開啟或延遲關斷各主電源迴路。
進一步的，主電源迴路模塊120還包括供電子模塊123， 供電子模塊123接收輸入的電壓信號，將輸入的電壓信號依次經過濾波、 整流和功率校正處理後向LED顯示屏和副電源迴路供電。
需要說明的是，上述主電源迴路模塊120包括多條獨立的主電源迴路。 本實用新型提供的一種LED顯示模組開關電源，通過將原有電源模塊的拓 樸組成進行相應的改進，使得主電源迴路模塊與LED系統控制板的聯動控制變 成智能可行，解決了現有技術中的電源與控制系統配合不緊密、維護和系統升 級時費電等技術缺陷，同時，本實用新型提供的電源可以延遲開機和延遲關機，
從而解決了啟動和關才幾瞬間電流脈沖大的問題。
下面以一較佳的實施例來詳細闡述本實用新型提供的一種LED顯示模組開 關電源的具體工作過程。本實施例通過將綠色開關電源設計技術與LED顯示系 統控制技術有片幾的結合在一起，通過綠色開關電源設計技術可以控制電源的各 個主電源回^各的依次開啟和依次關斷的工作，從而達到對整個顯示屏系統電源 的有效管理。
下面以六個主電源迴路為例來iJL明LED顯示才莫組開關電源的具體工作原 理，其電路框圖如圖2所示。由於該框圖中六個主電源迴路A、 B、 C、 D、 E、 F均相同，所以本實施例中只對主電源迴路A進行說明。具體的該框圖A迴路 中各個模塊的功能及實現原理如下
I-IA為IIOV到220V交流輸入及濾波模塊部分。該部分功能一般採用一級或兩級n型濾波電路來實現。同時，該部分還包括各種安全保護元件，例如
電流熔斷器、浪湧電流保護器、雷擊旁路器等；
l-2A為整流濾波部分。該部分由橋堆整流管和濾波電容兩部分組成，主要 用於將交流電壓變成直流電壓；
1-3A為電源的PFC ( Power Factor Correction,功率因數校正)校正模塊部 分。該部分的電路可選用NCP1653等晶片作為主控制晶片來搭建PFC校正模塊 的功能模塊電路；
l-4A為電源的主要功率電路部分。該部分電路是電源能量的主要轉換部分， 是給整個LED顯示屏的點陣模塊供電的主要迴路。由於該部分的電源轉換是將 高電壓轉換成低電壓大電流輸出，所以可以選用半橋驅動的網絡來完成，如釆 用NCP1396為主控晶片的半橋拓樸結構；
LMA為主電源的輸出整流、濾波、閉環反饋電^各。
1-5為電源的副功率電路部分。該部分電路是LED系統控制板供電迴路，另 外該部分也為控制接口模塊和主電源迴路中的l-3A和l-4A模塊內的主晶片提 供工作電壓。由於整個電路需求小於IOW，所以一般選用NCP1027晶片為主芯 片的正激或反激式拓樸電路來完成這個電路；
LS為副電源的輸出整流、濾波、閉環反饋電路。
l-6為控制接口模塊部分，LED系統控制命令通過該接口部分來控制各主電 源迴路的開啟或關斷，即在本實施例中該控制接口模塊可以控制6路主電源回 路的工作。
圖中，Bl是經過1-1A濾波後的交流輸入線路(220VAC或110VAC); B2 是經過l-2A整流後的300V直流(或150V)線路；B3是經過l-3A中PFC校 正後的380V的直流線路；B4是主電源迴路的供電線路；B5是副電源迴路的供 電線路；B6是控制接口模塊到主電源迴路的控制線。
需要說明的是，上述I-IA、 l-2A、 l-3A、 l-4A以及LMA為主電源迴路模 塊；上述l-5以及LS為副電源迴路模塊；l-6為控制接口模塊。基於上述的功能描述，主電源迴路模塊、副電源迴路模塊以及控制接口模塊 的工作原理如下。
上述控制接口模塊的電路原理圖如圖3所示。圖中兩芯連接器XS6用於接 收來自LED控制系統板的控制信號；U6為電路的緩衝模塊，該模塊可選用 74HC245等晶片來實現緩沖來自LED控制系統板的控制信號的功能；U4和U5 (可選用74HC14)與R ( A/B/C/D/E/F/)和C ( A/B/C/D/E/F ) —起組成一個簡 單的積分延遲電路，延遲時間t^RC,適當選擇R和C的值，使得A/B/C/D/E/F 各個通道的延遲時間分別在100毫秒左右；Q(A/B/C/D/E/F)均是相同的三極體； X7(A/B/C/D/E/F)是連接到各個主電源迴路模塊的兩芯連接器。
基於上述的各部分的功能，該控制接口模塊的在接收到LED控制系統板發 送的控制信號後的處理過程如下控制接口模塊將接收到的控制信號發送到信 號緩衝電路部分U6, U6對接收到的信號進行緩沖處理後發送到信號延遲電路 部分；該信號延遲電路部分對接收到的信號進行延遲處理後發送到三極體 Q(A/B/C/D/E/F)，該三極體將接收到的信號直接發送到控制接口模塊的信號發送 端，並將該三極體所在迴路的電流放大後輸出到信號發送端；該信號發送端利 用輸入的迴路電流啟動內部的光耦合器，使該光耦合器耦合上述控制信號，並 將耦合到的控制信號發送到主電源迴路模塊，使主電源迴路根據接收到的控制 信號進行延遲啟動和延遲關斷。其中，上述三極體和U6均通過副電源迴路模塊 提供工作電壓的。
具體的，控制接口模塊接收到控制信號，並利用自身的信號延遲電路將接 收到的信號進行延遲的過程如圖4所示，圖中XS6是LED系統控制板下發的控 制主電源迴路模塊開啟或關斷的控制信號，XS7A\XS7B\XS7C\XS7D\XS7E\XS7 F是經過控制接口^t塊延遲的各主電源迴路的開啟/關斷信號，相應的各個主電 源迴路的啟動或關斷也是按照延遲的順序開啟或關斷的，進而使得LED顯示模 組開機或關機電流脈沖值得到有效抑制。
上述主電源迴路模塊的電路原理圖如圖5所示，該原理圖只是LED顯示模組開關電源眾多主電源迴路中的 一 個，其他主電源迴路的電路原理圖與該原理
圖相同。該圖中A是交流濾波電路(即1-1A), B是橋式整流電路模塊(即l-2A )， C是PFC功率校正模塊(即l-3A )， D是半橋驅動電路模塊(即l-4A )， E是主 迴路整流、濾波、閉環反饋電路模塊(即LMA)。
該主電源迴路模塊通過兩芯連接器XS1將交流整流後的直流電送給副電源 迴路模塊工作；通過兩芯連接器XS2將副電源迴路模塊的反饋電送給主電源回 路模塊，以供主電源迴路模塊內的C和D工作；通過兩芯連接器XS3接收控制 接口模塊發送的電源開關控制信號，並將接收到的控制信號通過光電耦合器傳 送到三級管Q4,通過控制Q4的通斷，達到控制延遲開啟或延遲關斷C (PFC 功能模塊)和D (半橋電源主迴路)模塊的目的，進而達到控制LED顯示模組 的延遲開啟或延遲關斷的目的。
上述副電源迴路模塊的電路原理圖如圖6所示。圖中兩芯連接器XS4與主 電源迴路模塊中的XS1相連，用於接收從主電源迴路模塊傳送來的290V-410 V的直流電；該副電源迴路模塊也是在接收到從主電源迴路傳送來的直流電起 就進入正常開關工作模式；F是正激網絡的調整驅動模塊部分(即1-5); G是副 電源輸出整流、濾波和閉環反饋電路模塊(即LS)。
具體的，圖中XS5A\XS5B\XS5C\XS5D\XS5E\XS5F是連接到A\B\C\D\E\F 各主電源迴路的兩芯連接器。各個連接器將副電源迴路模塊的副繞組整流出來 的電源提供給主電源迴路模塊中各個主電源迴路，以使各個主電源迴路中的主 晶片正常工作。同時，該副電源迴路模塊還進一步用於向控制接口模塊提供+5 V的電壓VCC。
綜上所述，副電源迴路模塊只要一上電就進入正常開關工作模式，此時副 電源迴路模塊不僅具有向LED系統控制板負載提供+5V/3A的能力，而且還具 有向主電源迴路模塊中各個主電源迴路提供主晶片的啟動電壓的能力；同時， 副電源迴路模塊還向控制接口模塊提供+5V的VCC電壓。
本實用新型實施例提供的LED顯示模組開關電源，將原有電源模塊的拓樸組成進行相應的改進，使得電源模塊與控制系統的聯動控制變成智能可行，解 決了現有技術中的電源與控制系統配合不緊密、維護和系統升級時費電等技術 缺陷，同時，本實用新型提供的電源可以延遲開機和延遲關機，從而解決了啟 動和關機瞬間電流脈衝大的問題。
顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離 本實用新型的精神和範圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬於本實 用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動 和變型在內。
權利要求1、一種LED顯示模組開關電源，其特徵在於，包括控制接口模塊、主電源迴路模塊以及副電源迴路模塊，所述控制接口模塊接收LED系統控制板發送的控制信號，對所述控制信號進行緩衝和延遲處理後發送至所述主電源迴路模塊；所述主電源迴路模塊根據接收到的所述控制信號延遲開啟或延遲關斷各主電源迴路；所述副電源迴路模塊分別與所述LED系統控制板、控制接口模塊和主電源迴路模塊連接，並向所述LED系統控制板、控制接口模塊以及主電源迴路模塊的主晶片提供工作電壓。
2、 如權利要求1所述的LED顯示模組開關電源，其特徵在於，所述控制 接口模塊包括信號緩沖處理子模塊、信號延遲處理子模塊、電流放大子模塊和 信號發送子模塊，所述信號緩沖處理子模塊接收所述LED系統控制板發送的控制信號，將所 述控制信號進行緩衝處理後分成多路輸出給所述信號延遲處理子模塊；所述信號延遲處理子模塊將接收到的所述多路控制信號分別進行延遲處理 後輸出給所述電流放大子模塊；所述電流放大子模塊將所述多路控制信號轉發給所述信號發送子模塊，同 時將所述多路控制信號所在迴路的工作電流放大後輸出給信號發送子模塊；所述信號發送子模塊利用輸入的工作電流開啟內部的光耦合器，使所述光 耦合器耦合所述多路控制信號，並將所述多路控制信號分別發送至所述主電源 迴路^t塊中各主電源迴路。
3、 如權利要求1所述的LED顯示模組開關電源，其特徵在於，所述主電 源迴路模塊包括信號接收子模塊和信號處理子模塊，所述信號接收子模塊接收所述控制接口模塊發送的控制信號，並將所述控 制信號發送至所述信號處理子模塊；所述信號處理子模塊接收所述信號接收子模塊發送的控制信號，並根據所 述控制信號延遲開啟或延遲關斷各主電源迴路。
4、 如權利要求1或3所述的LED顯示模組開關電源，其特徵在於，所述 主電源迴路模塊中進一步包括供電子模塊，所述供電子模塊接收輸入的電壓信號，將所述輸入的電壓信號依次經過濾 波、整流和功率校正處理後向LED顯示屏和所述副電源迴路供電。
5、 如權利要求1或3所述的LED顯示模組開關電源，其特徵在於，所述 主電源迴路模塊包括多條獨立的主電源迴路。
專利摘要本實用新型公開了一種LED顯示模組開關電源，包括控制接口模塊、主電源迴路模塊以及副電源迴路模塊，所述控制接口模塊接收LED系統控制板發送的控制信號，對所述控制信號進行緩衝和延遲處理後發送至所述主電源迴路模塊；所述主電源迴路模塊根據接收到的所述控制信號延遲開啟或延遲關斷各主電源迴路；所述副電源迴路模塊分別與所述LED系統控制板、控制接口模塊和主電源迴路模塊連接，並向所述LED系統控制板、控制接口模塊以及主電源迴路模塊的主晶片提供工作電壓。本實用新型提供的開關電源具有延遲開機和延遲關機的功能，解決了啟動和關機瞬間電流脈衝大的問題。
文檔編號H02M3/335GK201355799SQ20082018316
公開日2009年12月2日 申請日期2008年12月19日 優先權日2008年12月19日
發明者任興業 申請人:康佳集團股份有限公司