一種新型LED顯示模組供電拓?fù)?/h1>
摘要:設(shè)計(jì)了一種LED顯示屏模組的全新的電源供電拓?fù)洹?20 V/50 Hz(或110V/60HZ)交流電源經(jīng)過(guò)濾波、整流、PFC矯正后產(chǎn)生一個(gè)400V的電壓;400V的電壓通過(guò)總線傳輸?shù)侥=M內(nèi)的輔助電源模塊和多個(gè)高效電源模塊;輔助電源模塊接收控制命令開(kāi)關(guān)PFC電路和高效電源模塊,并給小信號(hào)電路提供電能;高效電源模塊再將400 V的電壓轉(zhuǎn)換成LED點(diǎn)陣模塊所需電壓。這種拓?fù)涔╇娛筁ED顯示模組的電磁兼容符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值(GBl7625.1-2003或兼容IECl000-3-2),模組PF值可以達(dá)到98%以上;同時(shí),LED顯示屏的整個(gè)電能的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到82%以上,與傳統(tǒng)拓?fù)湎啾葴p少了整個(gè)顯示屏功耗。
關(guān)鍵詞:開(kāi)關(guān)電源模塊;諧波;總諧波失真;有源;無(wú)源;功率因數(shù)矯正;NCPl653;NCPl207
LED全彩顯示屏是一種新型的室內(nèi)外大尺寸的電子傳播媒體,具有尺寸大、環(huán)境適應(yīng)性好、亮度高、動(dòng)態(tài)播放等特點(diǎn)。隨著LED性價(jià)比的進(jìn)一步提高,它可廣泛應(yīng)用于廣告、舞臺(tái)、招牌、交通設(shè)施、公眾場(chǎng)所等領(lǐng)域。LED作為一種新興的發(fā)光器件,具有公認(rèn)節(jié)能特點(diǎn)。但是,由大量LED燈管組成的LED全彩顯示屏應(yīng)用卻耗能巨大;同時(shí),大量LED模組構(gòu)成LED顯示屏,而LED模組內(nèi)是由若干的開(kāi)關(guān)電源供電,這種大量傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源(不帶PFC矯正)產(chǎn)生的諧波失真很容易污染公共電網(wǎng);所以,電磁兼容性和低能耗設(shè)計(jì)是LED顯示屏技術(shù)一個(gè)重要的發(fā)展方向。
1 LED顯示屏模組的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
采用傳統(tǒng)的全彩LED顯示屏模組拓?fù)浼軜?gòu)供電(不帶PFC矯正),諧波失真對(duì)電網(wǎng)的影響非常嚴(yán)重。通過(guò)工程部門(mén)對(duì)多項(xiàng)實(shí)際工程的觀測(cè),LED顯示屏系統(tǒng)對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的影響主要有:1)主要諧波電流為3/5/7/9/11次;2)諧波疊加后,造成系統(tǒng)綜合功率因素低下,通常低于0.75,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求;3)電壓電流波形畸變嚴(yán)重,不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波形。諧波失真可能對(duì)電網(wǎng)上其他敏感設(shè)備造成不良影響,甚至使其工作異常,帶來(lái)關(guān)聯(lián)的法律責(zé)任問(wèn)題,例如,諧波導(dǎo)致同樓中某公司的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器因突然停電,造成損失。所以,全彩LED顯示屏模組的電源供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),采用PFC的技術(shù)是大勢(shì)所趨,是整個(gè)行業(yè)技術(shù)升級(jí)的必然結(jié)果。
如圖1所示,傳統(tǒng)的全彩LED顯示屏的電源供電拓?fù)湟话闶遣捎萌舾蓚€(gè)(m個(gè))開(kāi)關(guān)電源的并聯(lián)輸出,然后采用5 V的直流總線的方式給LED點(diǎn)陣模塊進(jìn)行供電。譬如,一個(gè)靜態(tài)的P16全彩LED模組,一般使用4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電源S-350-5,并在5 V輸出端采用并聯(lián)方式組成供電總線,然后各個(gè)LED點(diǎn)陣模塊分別通過(guò)總線分支取電。這種總線供電方式,使得5 V電源在傳輸?shù)絃ED器件過(guò)程中,消耗電能浪費(fèi)。通常,5 V直流電總線的電流比較大,在傳輸?shù)倪^(guò)程中,部分電能通過(guò)傳輸線阻變成了熱量(P=(ILED)2R線),散發(fā)到環(huán)境中。另一方面,受負(fù)載變化(像素點(diǎn)信號(hào)的變化),LED導(dǎo)通電流也變化,根據(jù)分壓原理:VLED=5 V-(ILEDR線),雖然開(kāi)關(guān)電源模塊S-350-5輸出5 V+1%、但是傳輸?shù)絃ED點(diǎn)陣模塊部分的電壓卻是一個(gè)變化的電壓值,并且隨著LED電流ILED變化越大,傳輸?shù)絃ED點(diǎn)陣模塊的電壓值也變化越大。當(dāng)負(fù)載電流增大到一定值后,傳輸?shù)絃ED像素點(diǎn)電壓可能低于LED的完全導(dǎo)通的必須電壓值,甚至于影響LED大屏幕的正常顯示功能。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/169149.htm
經(jīng)過(guò)眾多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,為了克服傳統(tǒng)顯示屏模組的諸多缺點(diǎn),提出了一種全新的LED顯示屏模組的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),如圖2所示。該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括:
1)交流輸入端采用一個(gè)公共的交流濾波和PFC矯正電路,產(chǎn)生400 V的直流電壓,然后400 V直流電壓通過(guò)模組內(nèi)電源總線傳輸能量;因?yàn)椴捎昧?00 V的直流電源傳輸,所以在整個(gè)傳輸總線上的電流較小。譬如,一個(gè)P16(像素點(diǎn)間距是16mm)的LED顯示屏模組的電源功率需要輸入400W,那么在400 V直流總線上傳輸?shù)碾娏髦挥? A,而總線上的線阻只有0.1 Ω,計(jì)算傳輸?shù)膿p耗只有O.01 W,可忽略不計(jì)。
2)輔助開(kāi)關(guān)電源模塊,該供電模塊也是從400 V電源總線中提取能量。經(jīng)過(guò)變換提供+5 V直流電源給模組的信號(hào)控制模塊供電.提供+12 V直流電源給模組的各種輔助電路(電氣檢測(cè)電路、溫濕度檢測(cè)電路、環(huán)境亮度檢測(cè)電路,降溫舉措電路等)供電,并且該輔助電源模塊還支持通信接口與信號(hào)處理電路接口,用于控制PFC電路及其他開(kāi)關(guān)電源模塊的啟動(dòng)和關(guān)閉。這樣有助于整個(gè)LED顯示系統(tǒng)的智能化管理。
3)若干分布在模組內(nèi)的小型開(kāi)關(guān)電源,這些開(kāi)關(guān)電源從400 V直流總線上取得必要的電能,然后有效地變換輸出LED點(diǎn)陣模塊所需的供電電壓(VrVg和Vb);因?yàn)椴捎眉t綠藍(lán)3路分別供電的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可以根據(jù)輸出的LED器件的實(shí)際所需電壓要求來(lái)設(shè)置特定電壓輸出值。所以,這種供電方式可以給LED點(diǎn)陣模塊提供更穩(wěn)定可靠的電源,為高品質(zhì)的LED顯示提供保證。
摘要:設(shè)計(jì)了一種LED顯示屏模組的全新的電源供電拓?fù)洹?20 V/50 Hz(或110V/60HZ)交流電源經(jīng)過(guò)濾波、整流、PFC矯正后產(chǎn)生一個(gè)400V的電壓;400V的電壓通過(guò)總線傳輸?shù)侥=M內(nèi)的輔助電源模塊和多個(gè)高效電源模塊;輔助電源模塊接收控制命令開(kāi)關(guān)PFC電路和高效電源模塊,并給小信號(hào)電路提供電能;高效電源模塊再將400 V的電壓轉(zhuǎn)換成LED點(diǎn)陣模塊所需電壓。這種拓?fù)涔╇娛筁ED顯示模組的電磁兼容符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值(GBl7625.1-2003或兼容IECl000-3-2),模組PF值可以達(dá)到98%以上;同時(shí),LED顯示屏的整個(gè)電能的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到82%以上,與傳統(tǒng)拓?fù)湎啾葴p少了整個(gè)顯示屏功耗。
關(guān)鍵詞:開(kāi)關(guān)電源模塊;諧波;總諧波失真;有源;無(wú)源;功率因數(shù)矯正;NCPl653;NCPl207
LED全彩顯示屏是一種新型的室內(nèi)外大尺寸的電子傳播媒體,具有尺寸大、環(huán)境適應(yīng)性好、亮度高、動(dòng)態(tài)播放等特點(diǎn)。隨著LED性價(jià)比的進(jìn)一步提高,它可廣泛應(yīng)用于廣告、舞臺(tái)、招牌、交通設(shè)施、公眾場(chǎng)所等領(lǐng)域。LED作為一種新興的發(fā)光器件,具有公認(rèn)節(jié)能特點(diǎn)。但是,由大量LED燈管組成的LED全彩顯示屏應(yīng)用卻耗能巨大;同時(shí),大量LED模組構(gòu)成LED顯示屏,而LED模組內(nèi)是由若干的開(kāi)關(guān)電源供電,這種大量傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源(不帶PFC矯正)產(chǎn)生的諧波失真很容易污染公共電網(wǎng);所以,電磁兼容性和低能耗設(shè)計(jì)是LED顯示屏技術(shù)一個(gè)重要的發(fā)展方向。
1 LED顯示屏模組的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
采用傳統(tǒng)的全彩LED顯示屏模組拓?fù)浼軜?gòu)供電(不帶PFC矯正),諧波失真對(duì)電網(wǎng)的影響非常嚴(yán)重。通過(guò)工程部門(mén)對(duì)多項(xiàng)實(shí)際工程的觀測(cè),LED顯示屏系統(tǒng)對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的影響主要有:1)主要諧波電流為3/5/7/9/11次;2)諧波疊加后,造成系統(tǒng)綜合功率因素低下,通常低于0.75,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求;3)電壓電流波形畸變嚴(yán)重,不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波形。諧波失真可能對(duì)電網(wǎng)上其他敏感設(shè)備造成不良影響,甚至使其工作異常,帶來(lái)關(guān)聯(lián)的法律責(zé)任問(wèn)題,例如,諧波導(dǎo)致同樓中某公司的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器因突然停電,造成損失。所以,全彩LED顯示屏模組的電源供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),采用PFC的技術(shù)是大勢(shì)所趨,是整個(gè)行業(yè)技術(shù)升級(jí)的必然結(jié)果。
如圖1所示,傳統(tǒng)的全彩LED顯示屏的電源供電拓?fù)湟话闶遣捎萌舾蓚€(gè)(m個(gè))開(kāi)關(guān)電源的并聯(lián)輸出,然后采用5 V的直流總線的方式給LED點(diǎn)陣模塊進(jìn)行供電。譬如,一個(gè)靜態(tài)的P16全彩LED模組,一般使用4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電源S-350-5,并在5 V輸出端采用并聯(lián)方式組成供電總線,然后各個(gè)LED點(diǎn)陣模塊分別通過(guò)總線分支取電。這種總線供電方式,使得5 V電源在傳輸?shù)絃ED器件過(guò)程中,消耗電能浪費(fèi)。通常,5 V直流電總線的電流比較大,在傳輸?shù)倪^(guò)程中,部分電能通過(guò)傳輸線阻變成了熱量(P=(ILED)2R線),散發(fā)到環(huán)境中。另一方面,受負(fù)載變化(像素點(diǎn)信號(hào)的變化),LED導(dǎo)通電流也變化,根據(jù)分壓原理:VLED=5 V-(ILEDR線),雖然開(kāi)關(guān)電源模塊S-350-5輸出5 V+1%、但是傳輸?shù)絃ED點(diǎn)陣模塊部分的電壓卻是一個(gè)變化的電壓值,并且隨著LED電流ILED變化越大,傳輸?shù)絃ED點(diǎn)陣模塊的電壓值也變化越大。當(dāng)負(fù)載電流增大到一定值后,傳輸?shù)絃ED像素點(diǎn)電壓可能低于LED的完全導(dǎo)通的必須電壓值,甚至于影響LED大屏幕的正常顯示功能。
經(jīng)過(guò)眾多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,為了克服傳統(tǒng)顯示屏模組的諸多缺點(diǎn),提出了一種全新的LED顯示屏模組的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),如圖2所示。該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括:
1)交流輸入端采用一個(gè)公共的交流濾波和PFC矯正電路,產(chǎn)生400 V的直流電壓,然后400 V直流電壓通過(guò)模組內(nèi)電源總線傳輸能量;因?yàn)椴捎昧?00 V的直流電源傳輸,所以在整個(gè)傳輸總線上的電流較小。譬如,一個(gè)P16(像素點(diǎn)間距是16mm)的LED顯示屏模組的電源功率需要輸入400W,那么在400 V直流總線上傳輸?shù)碾娏髦挥? A,而總線上的線阻只有0.1 Ω,計(jì)算傳輸?shù)膿p耗只有O.01 W,可忽略不計(jì)。
2)輔助開(kāi)關(guān)電源模塊,該供電模塊也是從400 V電源總線中提取能量。經(jīng)過(guò)變換提供+5 V直流電源給模組的信號(hào)控制模塊供電.提供+12 V直流電源給模組的各種輔助電路(電氣檢測(cè)電路、溫濕度檢測(cè)電路、環(huán)境亮度檢測(cè)電路,降溫舉措電路等)供電,并且該輔助電源模塊還支持通信接口與信號(hào)處理電路接口,用于控制PFC電路及其他開(kāi)關(guān)電源模塊的啟動(dòng)和關(guān)閉。這樣有助于整個(gè)LED顯示系統(tǒng)的智能化管理。
3)若干分布在模組內(nèi)的小型開(kāi)關(guān)電源,這些開(kāi)關(guān)電源從400 V直流總線上取得必要的電能,然后有效地變換輸出LED點(diǎn)陣模塊所需的供電電壓(VrVg和Vb);因?yàn)椴捎眉t綠藍(lán)3路分別供電的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可以根據(jù)輸出的LED器件的實(shí)際所需電壓要求來(lái)設(shè)置特定電壓輸出值。所以,這種供電方式可以給LED點(diǎn)陣模塊提供更穩(wěn)定可靠的電源,為高品質(zhì)的LED顯示提供保證。
評(píng)論