LED显示屏开关电源户外LED电源电路解决方案不懂学习

由于介质光电器件的特性不同于一般显示器，成本非常昂贵，并且对开关电源的性能和质量要求非常高，因此本文研制了一种专用开关电源。

LED室外全彩显示器的电源应具有以下特性。

1） 在某些条件下，LED像素由恒定电流驱动。显示器负载变化引起的LED组电压变化会影响像素电流并引起亮度变化。为了保证整个屏幕模块的亮度均匀性，减少亮度变化，开关电源输出采样电路的采样点从电源端口移到显示屏上的某一点，使该点的电压保持不变。负载变化引起的电压变化由开关电源调节，即当负载较小时，输出电压较低；负载大时，输出电压高。因此，在恒定温度和亮度的条件下，输出到LED模块的电压是恒定的，像素驱动电流是恒定的。

2） 补偿环境温度引起的LED正向压降VF的变化。LED正向压降VF随着环境温度的升高而降低。不同发光二极管的温度变化系数不同。在正常工作温度范围内，VF变化可达20%。在恒压驱动下，VF下降会导致LED电流上升，导致整体温度上升。在这个反馈过程中，LED的工作状态将日益恶化，严重影响质量和寿命。因此，要求户外屏开关电源具有温度补偿功能，以保证电流不随温度升高。

简单的温度补偿方法是使接入温度变化率接近开关电源中LEDVF的负温度系数热敏电阻，并引入开关电源PWM芯片来比较参考电压Vi（Vo=KVi）。当温度上升时，Vi下降，输出电压下降，从而抑制LED工作电流的上升。由于热敏电阻的分散性较大，为了确保产品的一致性，应选择它。此外，每个温度变化率都有独立的电阻组合，互换性差。为了克服这些缺点，采用了输出由数字信号控制的数控开关电源。根据各种LED的温度漂移曲线，将不同温度下提供LED所需的驱动电压制成表格，存储在MCU中供查询。根据单片机测得的温度传感器的温度表，可以得到相应数控开关电源的输出电压。

3） 通过调节开关电源的电压来控制显示屏的亮度，以充分利用系统中有限的资源，要求开关电源通过调节输出电压来调节全色屏幕的亮度。由于室外照明变化较大，需要根据不同的气候和时间段预先制作相应电压值的表格，并存储在单片机中。根据光传感器发送的信号查表，得到数控开关电源的输出电压值，以控制显示屏的亮度。

图1显示了通用开关电源的工作原理。开关电源的控制电路采用3525脉宽调制（PWM）元件，功能齐全，使用方便。误差放大器放大电源输出处的误差信号，并通过采样电路将其发送到比较器的反向输入，以将其与基准电路中振荡器输出的斜波电压进行比较。3525内部输出功率管的占空比由比较器输出的方波脉冲控制。通过改变参考电压和输出采样电路，可以获得不同的电压值。

数控开关电源是一种输出电压由数字信号控制的开关电源。其工作原理如图2所示。

选择X9313非易失性数控电位器作为PWM芯片比较基准电压控制装置，功耗低，使用方便，可靠性好。X9313是一个电阻阵列，包含31个电阻单元，每个单元之间的端点处有分接点，可供滑动单元访问。滑动单元的位置由三个输入端子/D和INC控制。滑动单元的状态存储在非易失性存储器中，可在下次开机操作中再次调用。其功能如图3所示。

开关电源的输出电压范围由VL和VH决定。从图2中输出电压的计算公式可以看出，只要保证VL和VH的一致性，就可以保证电源输出电压的一致性。假设电压调节范围为~，输出电压偏差为±20mV，完全可以满足LED的供电要求。为了提高抗干扰性能，进入开关电源的数字信号被光电隔离。

数控开关电源信号发生器是由单片机组成的信号处理生成系统，如图4所示。它存储不同温度下的输出电压值，以补偿LED的温度漂移，以及不同照明条件下确定的输出电压。数控开关电源有自动、手动和程序三种控制模式。

温度传感器和光传感器定期采集现场的温度和光强，并发送到信号发生器进行数据处理。数控电位器32级准确位置对应的控制信号由信号驱动器放大，以满足M×N开关电源信号传输的要求。数控开关电源接收到数控信号后，调整输出电压，然后发送到LED显示屏。

信号发生器的键盘用于输入某个值。经过信号发生器处理后，生成数字控制信号，由驱动器放大并发送至数控开关电源，输出电压发送至LED显示屏。

经过处理后，控制信号被生成，由驱动器放大，并发送到每个CNC开关电源，不同的输出电压被发送到LED显示屏。

专用开关电源已广泛应用于许多户外全彩色屏幕。