一種新型LED顯示模組供電拓撲

3 模組點陣模塊所需電源設(shè)計
本拓撲設(shè)計的模組內(nèi)由若干LED點陣模塊組成，相應(yīng)地有若干LED電源模塊對應(yīng)供電。
3．1 LED點陣模塊的可變電壓設(shè)計
全彩LED點陣模塊，一般是由紅、綠、藍LED構(gòu)成，而這3種LED的電壓導(dǎo)通特性是有差異的，一般藍、綠LED導(dǎo)通電壓接近，建議將藍、綠LED采用同一路電壓供電。所以，電源模塊采用兩路可調(diào)電壓輸出V紅、V藍綠供電，如圖5所示。

3．2 LED點陣模塊電源原理圖設(shè)計
選用NCPl207為主控制器件設(shè)計的LED點陣模塊的開關(guān)電源如圖6所示：1)該電源從Vbulk總線上吸收電能，直流電壓范圍為370～400 V，R23、R25和R28組成的分壓電路采樣輸入電壓總線上的電壓值，然后反饋給NCPl207從而實現(xiàn)控制；2)主開關(guān)管VQ14開通時，“變壓器”初級繞組儲存能量，VQ14關(guān)閉時，將能量傳送到次級繞組；3)初級的輔助繞組，一方面整流為NCPl207供電，另一方向NCPl207的引腳提供一個退磁信號；4)電阻R31限制開關(guān)管導(dǎo)通的最大電流值；5)反饋信號是由(VDC藍綠)輸出回路獲得，從而保持了(VDC藍綠LED)穩(wěn)定電壓輸出，變壓器次級(VDC藍綠)輸出電壓采用同步整流技術(shù)，減少了整流二極管的反向恢復(fù)損耗；6)變壓器次級副輸出回路，同樣采用同步整流技術(shù)，減少了損耗，然后經(jīng)過一個輸出可調(diào)Buck變換電路(以U5為調(diào)整核心)，輸出穩(wěn)定的實際所需的供電電壓(VDC紅LED)。

如圖6所示，當輸入電壓Vbulk低于＋370 V(可根據(jù)具體情況設(shè)置恰當值)，分壓所得電壓使VQ12A導(dǎo)通到地，從而關(guān)閉了NCPl207的輸出脈沖，NCPl207停止工作，電源停止給LED點陣模塊供電；相反，當總線電壓上升至大于+370 V時，PFC電路正常工作，VQ12A關(guān)斷，NCPl207正常工作，電源重新給LED點陣模塊供電。
提高LED點陣模塊電源的電能轉(zhuǎn)換效率是本拓撲設(shè)計中重要一環(huán)。所以，采用了零電壓導(dǎo)通和零電流關(guān)斷的準諧振軟開關(guān)技術(shù)，降低了開關(guān)電源的主開關(guān)管的開關(guān)損耗；采用同步整流技術(shù)，降低了輸出整流管的反向恢復(fù)損耗。同時，LED點陣模塊電源要求電源模塊變壓器設(shè)計小型化，這就要求必須提高磁元件的功率密度。而平面變壓器在減小漏感、交流阻抗等方面有著非常大的優(yōu)點，并且因為體積的小巧使其成為一種優(yōu)異的磁性元件，極大改進了開關(guān)電源的工作狀態(tài)。因此這里的開關(guān)電源模塊使用平面變壓器。

4 結(jié)論
通過交流電源濾波和PFC校正模塊，將后續(xù)若干DC-DC變換電路與電網(wǎng)隔開，并進行了PFC有源校正，從而潔凈了電源。對電網(wǎng)無諧波污染；同時采用400 V高壓總線傳輸，從而減少了傳輸損耗，提高了轉(zhuǎn)換效率；采用輔助電源模塊給信號控制模塊、PFC調(diào)整電路和其他功能電路供電，并提供控制接口，可以方便系統(tǒng)更有效地對模組電源功率的管理；同時，電源系統(tǒng)在給LED點陣模塊供電時，各路輸出電壓任意可調(diào)，能夠滿足LED負載的實際需要，從而降低了同一電壓帶來的LED點陣模塊的無用功耗。