一种节能型LED显示系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种节能型LED显示系统，该系统包括主控制器、可编程电源、恒流驱动电路、LED阵列。该系统使用了可编程电源，增加了恒流源压降检测模块，通过主控制器从恒流驱动电路读取恒流源压降信息，可以保证所有恒流源有足够的压降来确保恒流驱动能力，同时把电源输出电压VCC降到了尽量低，既避免了过高电压引起的功率损耗，又防止了电源电压太低引起的恒流源电流下降，可以在保证显示效果的前提下尽可能的减少功率损耗，达到节能的目的。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及LED显示
，尤其涉及LED显示屏的电源

技术介绍
目前广泛存在的LED显示系统，如图1所示，包括主控制器11、电源模块12、恒流驱动电路13、LED阵列14、限流电阻阵列15和MOS开关16。主控制器11将需要显示的灰度数据及控制信息通过控制线9发送给恒流驱动电路13，通过开关控制线10控制MOS开关导通与关闭，从而控制LED阵列的显示内容和显示效果。电源模块输出直流电源VCC，给LED 阵列14和恒流驱动电路13供电。恒流驱动电路13包括控制模块17和多个通道的恒流源 18-1 18-n，其中恒流源用来给每颗LED提供一个恒定电流，控制模块通过脉宽调制信号 PWMl PWMn控制恒流源的开启与关断，恒定电流的大小和恒流源的开启时间占空比决定 LED的亮度。LED阵列总共由η个LED组成(其中η为大于1的正整数)，通常每个LED上还会串接一个电阻，组成限流电阻阵列，主要目的是为了在电阻上产生一个压降，从而降低恒流源的压降，防止恒流驱动电路发热过大，这个电阻不是必须的。由于LED的导通压降Vf是随LED电流和生产工艺变化的，包括红光、蓝光、绿光在内的几种常用颜色的LED，在不同电流下，导通压降Vf的范围基本在1. 5V 4V之内，驱动电路的恒流源还需要有一个最小压降以保证恒流输出，这个最小压降的具体数值跟恒流驱动电路有关系，另外从电源模块12的5V输出连到LED阵列的连接线上也需要损耗少量电压。传统的电源方案，5V输出给LED供电，是留了足够的裕量来满足各种可能的LED导通压降Vf值和各种电流值下均可以保证驱动电路的恒流输出。然而只有加在LED上的压降产生的功耗才是真正的有用功率，而驱动芯片的恒流源所需最小压降产生的功耗也是必须的，连接线上也会有少量不可避免的功率损耗，其余功耗则是浪费的。浪费的电压可能加在LED串联的电阻上，也可能加在恒流源上。举个例子，如果LED的导通压降Vf为2V，连接线上产生的电压为0. IV，恒流源所需的最小压降为0. 7V，则共有2V+0. 1V+0. 7V = 2. 8V的电压是必须的，还有5V-2. 8V = 2. 2V 的电压所产生的功耗是浪费的，浪费的2. 2V电压可能加在跟LED串联的电阻上，也可能加在恒流源上。事实上对于绝大部分的应用，5V的电源电压都是过高的，会有部分电压产生了无用功耗。但是现有的电源方案需要考虑满足各种可能的负载条件，因此又必须保证足够的电压裕量，很难将电源模块的输出电压降下来，这样就造成了不可避免的功率损耗。
技术实现思路
本技术旨在解决现有LED显示系统供电电源的上述缺陷，提出一种节能型 LED显示系统，该系统通过检测各个恒流源压降来调节LED供电电压的电源方案，实现在保证恒流源驱动能力的前提下尽量降低LED供电电压，从而实现无用功耗的最小化。所述的节能型LED显示系统，包括主控制器，所述的主控制器通过恒流驱动电路控制双向端口 CTRL_LED从恒流驱动电路读取恒流源压降信息，判断可编程电源模块当前输出电压是否合适，进而通过可编程电源控制输出口 CTRL_DC给可编程电源发送控制信号调节可编程电源的输出电压；可编程电源，所述可编程电源包括交流输入端口、直流输出端口、可编程电源控制输入口 CTRL_DC ；所述的可编程电源控制输入口 CTRL_DC与所述的主控制器的可编程电源控制输出口 CTRL_DC连接，所述交流输入端口输入交流电压，所述直流输出端口输出直流电压给所述恒流驱动电路和LED阵列；恒流驱动电路，所述恒流驱动电路包括控制模块、恒流源压降检测模块和若干恒流源，所述若干恒流源连接LED阵列，为LED阵列中的LED提供电流，恒流源电流的大小直接影响LED的亮度；所述恒流源压降检测模块连接恒流源的输出以检测各恒流源压降，并将恒流源压降信息转换为数字信号，然后通过所述控制模块供所述主控制器读取；LED阵列，所述的LED阵列包括多个LED。进一步，所述主控制器通过恒流驱动电路控制双向端口 CTRL_LED将需要显示的灰度数据及控制信息发送给恒流驱动电路，控制LED阵列的显示内容和显示效果。进一步，所述控制模块连接各恒流源，控制恒流源的通断。本专利技术有益效果是根据LED负载的实际需要提供合适的电源电压，既避免了过高电压引起的功率损耗，又防止了电源电压太低引起的恒流源电流下降，可以在保证显示效果的前提下尽可能的减少功率损耗，达到节能的目的。附图说明图1为传统的LED显示系统结构图；图2为本专利技术的LED显示系统结构图。具体实施方式以下结合附图对本
技术实现思路
进一步说明。本专利技术提出的LED显示系统，如图2所示，包括以下组成部分主控制器21、可编程电源22、恒流驱动电路23、LED阵列M。所述主控制器21包括如下几组端口 可编程电源控制输出口 CTRL_DC，恒流驱动电路控制双向端口 CTRL_LED ；主控制器21通过可编程电源控制输出口 CTRL_DC连接可编程电源22，通过恒流驱动电路控制双向端口 CTRL_LED连接恒流驱动电路23 ；所述可编程电源22包括如下端口 220V交流输入端口、直流输出端口 VCC、可编程电源控制输入口 CTRL_DC ；可编程电源22的输出电压VCC由可编程电源控制输入口 CTRL_ DC来调节，可以升高或者降低；所述恒流驱动电路23包括如下端口 电源输入端口 VCC、恒流驱动电路控制双向端口 CTRL_LED、恒流输出端口 OUTO 0UT15 ；恒流驱动电路由控制模块233、16路恒流源 236-0 236-15以及恒流源压降检测模块235组成；控制模块233通过双向端口 CTRL_LED 接收主控制器21所发送的信息并且通过脉宽调制信号PWMO PWM15控制各恒流源的开启和关断，各恒流源输出连接恒流输出端口 OUTO 0UT15，恒流输出端口 OUTO 0UT15同时输入到恒流源压降检测模块235，恒流源压降检测模块235将检测到的电压和恒流源压降检测模块内部基准电压比较后可以判断各恒流源的压降是否达到最小压降，并转换成数字信号通过控制模块223发送给主控制器21 ；所述LED阵歹Ij由LED 14-0 14-15组成，包括如下端口 =LED阳极PO P15、LED 阴极NO 附5，各LED阳极PO P15连接可编程电源直流输出VCC，各LED阴极NO N15 分别连接恒流驱动电路的恒流输出端口 OUTO 0UT15 ；所述节能型LED显示系统的电源一种设置过程为初始状态下，主控制器21将可编程电源模块22的直流输出VCC设置到足够低，以至可以确保恒流驱动电路23的全部恒流输出端口 OUTO 0UT15恒流源压降小于最小压降。主控制器21从恒流驱动电路23读取恒流源压降信息，判断到有部分或全部通道的恒流源压降小于最小压降时，主控制器21就控制可编程电源模块的输出电压VCC往上调一级，再从恒流驱动电路23读取恒流源压降信息，如果还有任何通道的恒流源压降小于最小压降，则再将可编程电源模块的输出电压VCC 往上调一级，再读取恒流源压降信息，如此反复，直至第一次读取到所有通道的恒流源压降都不小于最小压降，则完成了整个电源设置过程。这样就可以保证所有恒流源有足够的压降来确保本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种节能型ＬＥＤ显示系统，其特征在于包括：主控制器，所述的主控制器通过恒流驱动电路控制双向端口ＣＴＲＬ＿ＬＥＤ从恒流驱动电路读取恒流源压降信息，判断可编程电源模块当前输出电压是否合适，进而通过可编程电源控制输出口ＣＴＲＬ＿ＤＣ给可编程电源发送控制信号调节可编程电源的输出电压；可编程电源，所述可编程电源包括交流输入端口、直流输出端口、可编程电源控制输入口ＣＴＲＬ＿ＤＣ；所述的可编程电源控制输入口ＣＴＲＬ＿ＤＣ与所述的主控制器的可编程电源控制输出口ＣＴＲＬ＿ＤＣ连接，所述交流输入端口输入交流电压，所述直流输出端口输出直流电压给所述恒流驱动电路和ＬＥＤ阵列；恒流驱动电路，所述恒流驱动电路包括控制模块、恒流源压降检测模块和若干恒流源，所述若干恒流源连接ＬＥＤ阵列，为ＬＥＤ阵列中的ＬＥＤ提供电流，恒流源电流的大小直接影响ＬＥＤ的亮度；所述恒流源压降检测模块连接恒流源的输出以检测各恒流源压降，并将恒流源压降信息转换为数字信号，然后通过所述控制模块供所述主控制器读取；ＬＥＤ阵列，所述的ＬＥＤ阵列包括多个ＬＥＤ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈帮勇，赵启永，张世侨，
申请(专利权)人：杭州士兰控股有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86