一种新型LED显示模组供电拓扑

3 模组点阵模块所需电源设计
本拓扑设计的模组内由若干LED点阵模块组成，相应地有若干LED电源模块对应供电。
3．1 LED点阵模块的可变电压设计
全彩LED点阵模块，一般是由红、绿、蓝LED构成，而这3种LED的电压导通特性是有差异的，一般蓝、绿LED导通电压接近，建议将蓝、绿LED采用同一路电压供电。所以，电源模块采用两路可调电压输出V红、V蓝绿供电，如图5所示。

3．2 LED点阵模块电源原理图设计
选用NCPl207为主控制器件设计的LED点阵模块的开关电源如图6所示：1)该电源从Vbulk总线上吸收电能，直流电压范围为370～400 V，R23、R25和R28组成的分压电路采样输入电压总线上的电压值，然后反馈给NCPl207从而实现控制；2)主开关管VQ14开通时，“变压器”初级绕组储存能量，VQ14关闭时，将能量传送到次级绕组；3)初级的辅助绕组，一方面整流为NCPl207供电，另一方向NCPl207的引脚提供一个退磁信号；4)电阻R31限制开关管导通的最大电流值；5)反馈信号是由(VDC蓝绿)输出回路获得，从而保持了(VDC蓝绿LED)稳定电压输出，变压器次级(VDC蓝绿)输出电压采用同步整流技术，减少了整流二极管的反向恢复损耗；6)变压器次级副输出回路，同样采用同步整流技术，减少了损耗，然后经过一个输出可调Buck变换电路(以U5为调整核心)，输出稳定的实际所需的供电电压(VDC红LED)。

如图6所示，当输入电压Vbulk低于＋370 V(可根据具体情况设置恰当值)，分压所得电压使VQ12A导通到地，从而关闭了NCPl207的输出脉冲，NCPl207停止工作，电源停止给LED点阵模块供电；相反，当总线电压上升至大于+370 V时，PFC电路正常工作，VQ12A关断，NCPl207正常工作，电源重新给LED点阵模块供电。
提高LED点阵模块电源的电能转换效率是本拓扑设计中重要一环。所以，采用了零电压导通和零电流关断的准谐振软开关技术，降低了开关电源的主开关管的开关损耗；采用同步整流技术，降低了输出整流管的反向恢复损耗。同时，LED点阵模块电源要求电源模块变压器设计小型化，这就要求必须提高磁元件的功率密度。而平面变压器在减小漏感、交流阻抗等方面有着非常大的优点，并且因为体积的小巧使其成为一种优异的磁性元件，极大改进了开关电源的工作状态。因此这里的开关电源模块使用平面变压器。

4 结论
通过交流电源滤波和PFC校正模块，将后续若干DC-DC变换电路与电网隔开，并进行了PFC有源校正，从而洁净了电源。对电网无谐波污染；同时采用400 V高压总线传输，从而减少了传输损耗，提高了转换效率；采用辅助电源模块给信号控制模块、PFC调整电路和其他功能电路供电，并提供控制接口，可以方便系统更有效地对模组电源功率的管理；同时，电源系统在给LED点阵模块供电时，各路输出电压任意可调，能够满足LED负载的实际需要，从而降低了同一电压带来的LED点阵模块的无用功耗。