戶外LED顯示屏開關電源的特性

用於LED戶外全彩顯示屏的電源應具有以下特性。

1）在一定條件下保持LED象素被恒流驅動由顯示屏負載變化引起的LED組zu電dian壓ya變bian化hua
，會hui影ying響xiang象xiang素su電dian流liu
，造zao成cheng亮liang度du變bian化hua。為wei了le保bao證zheng整zheng屏ping模mo組zu亮liang度du均jun勻yun和he減jian小xiao亮liang度du變bian化hua，將jiang開kai關guan電dian源yuan輸shu出chu取qu樣yang電dian路lu的de取qu樣yang點dian從cong電dian源yuan端duan口kou移yi至zhi顯xian示shi屏ping中zhong某mou點dian，使shi該gai點dian的de電dian壓ya保bao持chi不bu變bian。負fu載zai變bian化hua引yin起qi的de電dian壓ya變bian化hua由you開kai關guan電dian源yuan來lai調tiao整zheng，即ji負fu載zai小xiao時shi，輸shu出chu電dian壓ya低di；負載大時

，輸出電壓高。因而保證了在溫度和亮度不變的情況下，輸出至LED模組的電壓不變，象素驅動電流恒定。

2）補償環境溫度引起的LED正向壓降VF的變化LED的正向壓降VF是隨環境溫度的上升而下降的。各種LED的溫度變化係數各不相同。在正常工作溫度範圍內，VF的變化可達20%。在恒壓驅動下，VF下降會導致LED電流上升，引起整體溫度上升。在這種反饋過程中
，LED的工作狀況將越來越惡化，嚴重地影響到戶外屏的質量和壽命。因此要求戶外屏的開關電源具有溫度補償功能
，確保LED驅動電流不隨溫度升高而上升。

簡單的溫度補償方法是在開關電源中，接入溫度變化率接近LEDVF的負溫度係數熱敏電阻
，並引入開關電源PWM芯片比較基準電壓Vi（Vo=KVi）。溫度上升時，Vi下降，輸出電壓下降，抑製了LED工gong作zuo電dian流liu的de上shang升sheng。由you於yu熱re敏min電dian阻zu離li散san性xing大da，為wei確que保bao產chan品pin的de一yi致zhi性xing
，需xu挑tiao選xuan。另ling外wai，對dui每mei種zhong溫wen度du變bian化hua率lv都dou有you獨du立li的de電dian阻zu組zu合he
，互hu換huan性xing差cha。為wei了le克ke服fu這zhe些xie缺que點dian，采cai用yong了le輸shu出chu受shou數shu字zi信xin號hao控kong製zhi的de數shu控kong開kai關guan電dian源yuan。根gen據ju各ge種zhongLED的溫漂曲線，將不同溫度下需提供給LED的驅動電壓製成表
，貯存在單片機中，以供查詢。按照溫度傳感器單片機測得的溫度查表，就可得到相應的數控開關電源的輸出電壓。

通(tong)過(guo)調(tiao)節(jie)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)電(dian)壓(ya)來(lai)控(kong)製(zhi)顯(xian)示(shi)屏(ping)亮(liang)度(du)為(wei)了(le)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)全(quan)彩(cai)屏(ping)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)有(you)限(xian)的(de)資(zi)源(yuan)，要(yao)求(qiu)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)能(neng)通(tong)過(guo)調(tiao)節(jie)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)對(dui)全(quan)彩(cai)屏(ping)的(de)亮(liang)度(du)進(jin)行(xing)調(tiao)節(jie)。由(you)於(yu)室(shi)外(wai)光(guang)照(zhao)變(bian)化(hua)大(da)，需(xu)要(yao)根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)的(de)氣(qi)候(hou)和(he)時(shi)段(duan)
，預(yu)先(xian)將(jiang)與(yu)全(quan)彩(cai)屏(ping)亮(liang)度(du)對(dui)應(ying)的(de)電(dian)壓(ya)值(zhi)製(zhi)成(cheng)表(biao)，貯(zhu)存(cun)在(zai)單(dan)片(pian)機(ji)中(zhong)。按(an)光(guang)照(zhao)傳(chuan)感(gan)器(qi)送(song)出(chu)的(de)信(xin)號(hao)查(zha)表(biao)，得(de)出(chu)數(shu)控(kong)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)值(zhi)
，以(yi)控(kong)製(zhi)顯(xian)示(shi)屏(ping)亮(liang)度(du)。

通用開關電源的工作原理

通用開關電源的工作原理如圖1所示。采用3525脈寬調製式（PWM）組(zu)件(jian)作(zuo)為(wei)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)，功(gong)能(neng)完(wan)整(zheng)，應(ying)用(yong)方(fang)便(bian)。誤(wu)差(cha)放(fang)大(da)器(qi)將(jiang)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)端(duan)的(de)誤(wu)差(cha)信(xin)號(hao)放(fang)大(da)後(hou)，經(jing)取(qu)樣(yang)電(dian)路(lu)送(song)到(dao)比(bi)較(jiao)器(qi)的(de)反(fan)向(xiang)輸(shu)入(ru)端(duan)
，與(yu)來(lai)自(zi)基(ji)準(zhun)電(dian)路(lu)中(zhong)振(zhen)蕩(dang)器(qi)輸(shu)出(chu)的(de)斜(xie)波(bo)電(dian)壓(ya)比(bi)較(jiao)。用(yong)比(bi)較(jiao)器(qi)輸(shu)出(chu)的(de)方(fang)波(bo)脈(mai)衝(chong)來(lai)控(kong)製(zhi)3525內部輸出功率管的占空比。通過改變基準電壓及輸出取樣電路可以取得不同的電壓值。

圖1：開關電源工作原理圖

數控開關電源的工作原理

數控開關電源是輸出電壓受數字信號控製的開關電源，其工作原理如圖2所示。

圖2：數控開關電源控製原理圖

[member]
[page]
PWM芯片可控器件的選擇

選用X9313非易失性數控電位器作為PWM芯片比較基準電壓的可控器件，功耗低，使用方便
，可靠性好。X9313是一個包含31個電阻單元的電阻陣列，在每個單元之間的端點都有供滑動單元訪問的抽頭點。滑動單元的位置由CS.U/D和INC三個輸入端控製，滑動端的位置貯存在一個非易失性存貯器中，在下次上電工作時可重新調用

，其功能如圖3所示。

圖3：X9313的功能圖

開關電源的輸出電壓範圍由VL
、VH決定。從圖2輸出電壓的計算公式可以看出，隻要保證VL、VH的一致性
，就能保證電源輸出電壓的一致性。假設電壓調節範圍為4.5V～5.2V,那麼輸出電壓偏差為±20mV,完全能滿足LED的供電要求。為了提高抗幹擾性能
，對進入開關電源的數字信號進行光電隔離。

數控開關電源的運用

數控開關電源的信號發生器是由單片機組成的信號處理發生係統
，如圖4所示。它貯存了不同溫度下為補償LED溫漂所應輸出的電壓值
，以及在不同光照情況下，由LED顯示屏亮度所決定的輸出電壓值。數控開關電源有自動、手動和程序三種控製方式。

4：數控開關電源信號控製流程圖

1）自動控製
溫度傳感器與光照傳感器定時采集現場的溫度與光照強度
，並送至信號發生器進行數據處理。對應於數控電位器32檔中的確切位置產生的控製信號
，經信號驅動器分路放大後，以滿足m×n台開關電源信號傳送的需求。數控開關電源在接到數控信號後，調整輸出電壓
，然後送到LED顯示屏。

2）手動控製
使(shi)用(yong)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)鍵(jian)盤(pan)
，輸(shu)入(ru)某(mou)一(yi)數(shu)值(zhi)，經(jing)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)處(chu)理(li)後(hou)
，產(chan)生(sheng)數(shu)字(zi)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)，由(you)驅(qu)動(dong)器(qi)放(fang)大(da)
，並(bing)送(song)至(zhi)各(ge)數(shu)控(kong)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)，輸(shu)出(chu)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)壓(ya)送(song)至(zhi)LED顯示屏。

3）程序控製
由you播bo出chu機ji通tong過guo串chuan行xing接jie口kou發fa出chu指zhi令ling，送song至zhi信xin號hao發fa生sheng器qi，經jing處chu理li後hou產chan生sheng控kong製zhi信xin號hao
，由you驅qu動dong器qi放fang大da
，並bing送song至zhi各ge數shu控kong開kai關guan電dian源yuan，輸shu出chu不bu同tong的de電dian壓ya送song至zhiLED顯示屏。

戶外全彩LED顯示屏的專用開關電源已在諸多戶外全彩屏中得到廣泛使用。使用情況令人滿意。隨著戶外全彩LED顯示屏技術的不斷發展
，開關電源還有待進一步開發，以滿足全彩屏的各種要求。