CN112419961A - 调压节能电路以及led显示模块 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种调压节能电路以及LED显示模块，所述调压节能电路包括LED显示驱动电路、电压采集电路、电压比较电路以及调压电路；所述LED显示驱动电路，用于驱动LED灯工作；所述电压采集电路，用于采集所述LED显示驱动电路中驱动芯片的输出通道的电压；所述电压比较电路，用于将所述电压采集电路采集到的电压和预设比较电压进行比较，输出比较信号；所述调压电路，用于根据所述电压比较电路输出的比较信号，对所述LED显示驱动电路的供电电压进行调整。本申请通过采集驱动芯片的输出通道的电压并与预设值进行比较，根据比较信号对供电电压按照一定的降压幅度进行调整；实现了对输出电压的精确调整，降低了驱动电路的功耗。

Description

调压节能电路以及LED显示模块
技术领域
本申请涉及LED显示技术领域，尤其涉及一种调压节能电路以及LED显示模块。
背景技术
近年来LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示屏的市场规模日益增长，由于LED显示屏占据色彩丰富、易于拼缝、均匀性好、功耗较低等性能优势，被广泛应用于会议场所、军事指挥、安防显示、商业显示等领域。
由于LED显示屏的显示特性，其最小组成单元为显示模块，每个显示模块上都由成千上万颗LED灯珠组成，而且随着LED显示技术的发展，点间距越来越小，每个显示模块上的LED灯珠数量也会越来越多，LED灯珠点亮所需的最低电压称为正向电压，每颗LED灯珠的正向电压都各不相同，其正向电压的差异通常在0.6～1.0V之间。
现有LED显示屏的一种节能方式是通过降低供电电源的输出电压，这种方式是整体性的；还有一种节能方式是将红灯供电电路与绿灯、蓝灯供电电路分开供电，供电的电压不同，红灯灯珠因为正向电压VF较低，因此输出的电压可以更低。不管是整体性降压供电还是红绿蓝分开供电，必须考虑到LED显示屏的整体显示性能，因此其电压都必须满足正向电压最高的LED灯珠的要求，否则会影响LED显示屏显示的一致性效果。然而，每颗LED灯珠的正向电压都各不相同，正向电压较低的LED灯珠所额外多余的电压就加载到了驱动芯片上，增加了驱动功耗。
发明内容
本申请的主要目的在于提出一种调压节能电路以及LED显示模块，旨在解决现有LED显示屏的节能方式存在的驱动功耗增加、影响LED显示屏显示的一致性效果的问题。
为实现上述目的，本申请实施例一方面提供一种调压节能电路，所述调压节能电路包括LED显示驱动电路、电压采集电路、电压比较电路以及调压电路；
所述LED显示驱动电路，用于驱动LED灯工作；
所述电压采集电路，用于采集所述LED显示驱动电路中驱动芯片的输出通道的电压；
所述电压比较电路，用于将所述电压采集电路采集到的电压和预设比较电压进行比较，输出比较信号；
所述调压电路，用于根据所述电压比较电路输出的比较信号，对所述LED显示驱动电路的供电电压进行调整。
在一种实施方式中，所述驱动芯片的输出通道与所述LED灯的负极或者正极连接。
在一种实施方式中，所述电压采集电路包括多个肖基特二极管；
多个肖基特二极管的一端与所述驱动芯片的输出通道连接，多个肖基特二极管的另一端连接在一起。
在一种实施方式中，所述电压比较电路包括比较器；
所述比较器的第一输入端与所述电压采集电路连接，所述比较器的第二输入端用于接收所述预设比较电压，所述比较器的输出端用于输出比较信号。
在一种实施方式中，所述预设比较电压值的范围为0.4V～0.7V。
在一种实施方式中，所述调压电路包括PWM信号发生器和DC转换器；
所述PWM信号发生器，用于根据所述电压比较电路输出的比较信号，输出脉宽调整后的PWM信号；
所述DC转换器，用于根据所述PWM信号发生器输出的PWM信号，对所述LED显示驱动电路的供电电压按照一定的降压幅度进行调整。
在一种实施方式中，所述调压电路还包括第一电阻和电容；
所述第一电阻的一端与所述PWM信号发生器的输出端连接，所述第一电阻的另一端与所述DC转换器的反馈输入端连接；
所述电容的一端与所述第一电阻的另一端连接，所述电容的另一端与地连接。
在一种实施方式中，所述调压电路还包括串联连接的第二电阻和第三电阻；
所述第二电阻的一端与所述DC转换器的输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端以及所述DC转换器的反馈输入端连接，所述第三电阻的另一端与地连接。
为实现上述目的，本申请实施例另一方面提供一种LED显示模块，所述LED显示模块包括上述的调压节能电路。
本申请实施例提供的调压节能电路以及LED显示模块，通过采集驱动芯片的输出通道的电压并与预设值进行比较，根据比较信号对供电电压按照一定的降压幅度进行调整；解决了现有LED显示屏的节能方式存在的驱动功耗增加、影响LED显示屏显示的一致性效果的问题；实现了对输出电压的精确调整，降低了驱动电路的功耗。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例的调压节能电路结构示意图；
图2为本申请实施例的调压节能电路具体实施结构示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
现在将参考附图描述实现本申请各个实施例的。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身并没有特定的意义。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如图1所示，本申请实施例提供一种调压节能电路，所述调压节能电路包括LED显示驱动电路11、电压采集电路12、电压比较电路13以及调压电路14。
所述LED显示驱动电路11，用于驱动LED灯工作；
请参考图2所示，在本实施例中，所述LED显示驱动电路11包括列驱动芯片U1和行驱动MOS管Q1，其驱动方式是电流恒流驱动。
需要说明的是，列驱动芯片U1和行驱动MOS管Q1可以是分开的不同集成芯片，也可以是集成在一起的集成芯片。
图2中电路驱动方式是共阳驱动方式，列驱动芯片U1的输出通道连接的是LED灯的负极。如果电路驱动方式是共阴驱动方式，即LED灯的负极连接在一起、LED灯的正极分开供电，那么列驱动芯片U1的输出通道连接的是LED灯的正极。
由于LED灯的特性，红灯(图中的L1-L16所示)的正向电压值与绿灯(图中的L17-L32所示)或者蓝灯(图中的L33-L48所示)的正向电压值相差较大，且红灯会更低。所以，输出通道只需要取绿灯和蓝灯，可以是全部的绿灯或蓝灯，还可以是部分的绿灯或蓝灯。为了达到更好的节能消耗，还可以把红色和绿色/蓝色分开，分别取电压值进行降压处理。
所述电压采集电路12，用于采集所述LED显示驱动电路11中驱动芯片的输出通道的电压；
请参考图2所示，在本实施例中，所述电压采集电路包括多个肖基特二极管(图中的D0-D15所示)；
多个肖基特二极管的一端与所述驱动芯片的输出通道连接，多个肖基特二极管的另一端连接在一起。
在本实施例中，多个肖基特二极管输出的是输出通道中最高的电压值。
所述电压比较电路13，用于将所述电压采集电路12采集到的电压和预设比较电压进行比较，输出比较信号；
请参考图2所示，在本实施例中，所述电压比较电路包括比较器U2；
所述比较器U2的同相输入端与所述电压采集电路连接，所述比较器U2的反相输入端用于接收所述预设比较电压，所述比较器U2的输出端用于输出比较信号。
在本实施例中，所述预设比较电压值可根据实际使用设置，一般的范围为0.4V～0.7V。需要说明的是，随着驱动芯片技术的发展，所述预设比较电压值也可能更低。
当所述电压采集电路输出电压高于预设比较电压时，所述比较器U2输出高电平；当所述电压采集电路输出电压低于预设比较电压时，所述比较器U2输出低电平。同样的，也可以设置为：当所述电压采集电路输出电压高于预设比较电压时，所述比较器U2输出低电平；当所述电压采集电路输出电压低于预设比较电压时，所述比较器U2输出高电平。
所述调压电路14，用于根据所述电压比较电路13输出的比较信号，对所述LED显示驱动电路11的供电电压进行调整。
请参考图2所示，在本实施例中，所述调压电路包括PWM信号发生器U3和DC转换器U4；
所述PWM信号发生器U3，用于根据所述电压比较电路13输出的比较信号，输出脉宽调整后的PWM信号；
所述DC转换器U4，用于根据所述PWM信号发生器U3输出的PWM信号，对所述LED显示驱动电路11的供电电压按照一定的降压幅度进行调整。
作为示例地，所述比较器U2输出高电平，然后由PWM信号发生器U3对PWM信号的脉宽进行调整，例如：输入高电平减小脉宽，输入低电平不变；或者输入低电平减小脉宽，输入高电平不变。一般地，比较器U2初始PWM信号脉宽为90％。接着，PWM信号发生器U3输出的PWM信号输入到DC转换器U4的反馈输入端FB，对所述LED显示驱动电路11的供电电压按照一定的降压幅度进行调整，例如每次降低0.01V，然后通过DC转换器U4的输出端SW输出到所述LED显示驱动电路11。
请参考图2所示，在本实施例中，所述调压电路还包括第一电阻R1和电容C1；
所述第一电阻R1的一端与所述PWM信号发生器的输出端连接，所述第一电阻R1的另一端与所述DC转换器的反馈输入端FB连接；
所述电容C1的一端与所述第一电阻R1的另一端连接，所述电容C1的另一端与地GND连接。
请再参考图2所示，在本实施例中，所述调压电路还包括串联连接的第二电阻R2和第三电阻R3；
所述第二电阻R2的一端与所述DC转换器的输出端SW连接，所述第二电阻R2的另一端与所述第三电阻R3的一端以及所述DC转换器的反馈输入端FB连接，所述第三电阻R3的另一端与地GND连接。
以下再结合图2对本实施例的调压节能电路进行说明：
LED显示驱动电路11的实际驱动功耗可通过以下公式确定：W＝W1+W2，其中，W1为电路元器件静态消耗功耗及PCB线损，W2为驱动功耗，即驱动LED显示的驱动电流和加载在板端电压的乘积；
W2＝ILED*(VMOS+VLED+VDS)，其中，VMOS为行驱动MOS管Q1的压降，VLED为LED灯的压降，VDS为列驱动芯片U1的输出通道上对地的电压。
由以上公式可知，可通过降低VDS的电压值来降低W2功耗。具体地，当VDS的电压值高于预设比较电压值时，DC转换器U4输出降压后的供电电压，比初始电压降低0.01V。由于VMOS、VLED是一定的，因此VDS会下降0.01V。下降后的VDS再与预设比较电压进行比较，如果还高于预设比较电压，DC转换器U4输出再进行一次调整，降低0.01V，如此循环，直至VDS低于预设比较电压时，PWM输出脉宽不再变化，DC转换器U4的输出电压保持不变，此时反馈降压完成。
本实施例提供的调压节能电路，通过采集驱动芯片的输出通道的电压并与预设值进行比较，根据比较信号对供电电压按照一定的降压幅度进行调整；解决了现有LED显示屏的节能方式存在的驱动功耗增加、影响LED显示屏显示的一致性效果的问题；实现了对输出电压的精确调整，降低了驱动电路的功耗。
第二实施例：
本申请第二实施例提供一种LED显示模块，所述LED显示模块包括第一实施例所述的调压节能电路。
在本实施例中，所述调压节能电路可参考前述内容，在此不作赘述。
本实施例提供的LED显示模块，通过采集驱动芯片的输出通道的电压并与预设值进行比较，根据比较信号对供电电压按照一定的降压幅度进行调整；解决了现有LED显示屏的节能方式存在的驱动功耗增加、影响LED显示屏显示的一致性效果的问题；实现了对输出电压的精确调整，降低了驱动电路的功耗。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种调压节能电路，其特征在于，所述调压节能电路包括LED显示驱动电路、电压采集电路、电压比较电路以及调压电路；
所述LED显示驱动电路，用于驱动LED灯工作；
所述电压采集电路，用于采集所述LED显示驱动电路中驱动芯片的输出通道的电压；
所述电压比较电路，用于将所述电压采集电路采集到的电压和预设比较电压进行比较，输出比较信号；
所述调压电路，用于根据所述电压比较电路输出的比较信号，对所述LED显示驱动电路的供电电压进行调整。
2.根据权利要求1所述的调压节能电路，其特征在于，所述驱动芯片的输出通道与所述LED灯的负极或者正极连接。
3.根据权利要求1所述的调压节能电路，其特征在于，所述电压采集电路包括多个肖基特二极管；
多个肖基特二极管的一端与所述驱动芯片的输出通道连接，多个肖基特二极管的另一端连接在一起。
4.根据权利要求1所述的调压节能电路，其特征在于，所述电压比较电路包括比较器；
所述比较器的第一输入端与所述电压采集电路连接，所述比较器的第二输入端用于接收所述预设比较电压，所述比较器的输出端用于输出比较信号。
5.根据权利要求5所述的调压节能电路，其特征在于，所述预设比较电压值的范围为0.4V～0.7V。
6.根据权利要求1所述的调压节能电路，其特征在于，所述调压电路包括PWM信号发生器和DC转换器；
所述PWM信号发生器，用于根据所述电压比较电路输出的比较信号，输出脉宽调整后的PWM信号；
所述DC转换器，用于根据所述PWM信号发生器输出的PWM信号，对所述LED显示驱动电路的供电电压按照一定的降压幅度进行调整。
7.根据权利要求6所述的调压节能电路，其特征在于，所述调压电路还包括第一电阻和电容；
所述第一电阻的一端与所述PWM信号发生器的输出端连接，所述第一电阻的另一端与所述DC转换器的反馈输入端连接；
所述电容的一端与所述第一电阻的另一端连接，所述电容的另一端与地连接。
8.根据权利要求6所述的调压节能电路，其特征在于，所述调压电路还包括串联连接的第二电阻和第三电阻；
所述第二电阻的一端与所述DC转换器的输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端以及所述DC转换器的反馈输入端连接，所述第三电阻的另一端与地连接。
9.一种LED显示模块，其特征在于，所述LED显示模块包括权利要求1-8任一所述的调压节能电路。
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