CN201904051U - 一种节电led显示装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种节电LED显示装置，包括用于显示的LED灯组，还包括用于驱动LED灯组的驱动模块，还包括用于给LED灯组提供第一输入电压、给驱动模块提供第二输入电压的电源模块，第一输入电压低于第二输入电压。本实用新型通过降低LED灯组的供电电压，从而减少驱动模块的压降，降低驱动模块的功耗，使得驱动模块发热减少，温度降低，稳定性提高，进而使得LED显示装置的使用寿命延长。

Description

一种节电LED显示装置
技术领域
本实用新型涉及LED显示领域，尤其涉及一种节电LED显示装置。
背景技术
随着LED技术的不断发展，LED在信息传媒、光源(背光源)、照明(家居、装饰、城市亮化等)和定制产品(标识语、灯箱等)等主要行业领域的运用越来越广，并且随着产品性能的提高及成本的降低，LED在显示屏领域的运用会有更进一步的发展。在LED显示屏的使用产品当中，普遍存在驱动IC发热的情况，现有技术中，如图1所示，发光二极管和驱动IC的供电电压都由5V的直流电源提供，驱动IC饱和导通的电压一般是0.7V，除去发光二极管LED导通时的压降，其余部分都用于发热了，而驱动IC容易因发热而工作不稳定，从而使得LED显示屏的使用寿命也相应缩短。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于针对LED显示屏因驱动IC过热而工作不稳定，因温度较高驱动IC容易损坏，导致LED显示屏的使用寿命较短的缺陷，提供一种节电LED显示装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供一种节电LED显示装置，包括用于显示的LED灯组，还包括用于驱动所述LED灯组的驱动模块，其特征在于，还包括用于给所述LED灯组提供第一输入电压、给所述驱动模块提供第二输入电压的电源模块，所述第一输入电压低于所述第二输入电压。
本实用新型所述的节电LED显示装置中，所述第一输入电压为3.5-4.5V。
本实用新型所述的节电LED显示装置中，所述第二输入电压为5V。
本实用新型所述的节电LED显示装置中，所述电源模块包括：用于给所述LED灯组提供所述第一输入电压的第一直流电压产生单元和用于将所述第一输入电压提升为第二输入电压的第一电源转换单元。
本实用新型所述的节电LED显示装置中，所述电源模块包括，
用于给所述LED灯组提供所述第一输入电压的第二直流电压产生单元；
用于给所述驱动模块提供所述第二输入电压的第三直流电压产生单元，所述第三直流电压产生单元包括电压提供单元，和将所述电压提供单元转换为所述第二输入电压的第二电源转换单元。
本实用新型所述的节电LED显示装置中，所述电压提供单元为所述第二电源转换单元提供直流或者交流电压。
本实用新型所述的节电LED显示装置中，所述第二电源转换单元为直流/直流转换单元或者交流/直流转换单元。
本实用新型所述的节电LED显示装置中，所述LED灯组包括红色LED灯组、绿色LED灯组和蓝色LED灯组；
所述驱动模块包括三个分别驱动连接所述红色LED灯组、绿色LED灯组和蓝色LED灯组的驱动单元。本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过增加电源转换模块为LED灯组的驱动模块提供电压，而LED灯组的正极输入电压由电源模块提供，通过降低LED灯组的供电电压，从而减少驱动模块的压降，降低驱动模块的功耗，使得驱动模块中的IC驱动发热减少，温度降低，稳定性提高，进而使得LED显示装置的使用寿命延长。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是现有技术中LED显示屏的电路原理图；
图2是本实用新型较佳实施例节电LED显示装置的电路原理图；
图3是本实用新型较佳实施例节电LED显示装置兼容不节电时的电路原理图；
图4是本实用新型较佳实施例节电LED显示装置的原理框图一；
图5是本实用新型较佳实施例节电LED显示装置的原理框图二。
具体实施方式
在本实用新型较佳实施例节电LED显示装置中，如图4所示，包括电源模块100、驱动模块300和LED灯组200，LED灯组200包括多个LED灯。LED灯组200与电源模块100连接，由电源模块100为LED灯组200提供第一输入电压，LED灯组200同时与驱动模块300连接，由驱动模块300为其提供驱动电流；节电LED显示装置中电源模块100与驱动模块300连接为其提供第二输入电压，第一输入电压低于第二输入电压。
进一步地，第一输入电压为3.5-4.5V，第二输入电压为5V。
为了实现节电功能，本实用新型实施例中采用降低LED灯组200的供电电压，使LED灯组200中发光二极管的正极输入电压小于驱动模块300的输入电压，从而降低LED灯组通电回路中分布在驱动模块300上的压降，在驱动电流不变及驱动模块300供电电源不变的情况下，这样驱动模块300的功耗就会降低，发热减少，温度自然也就降低了。
进一步地，本实用新型较佳实施例中，LED灯组200具体包括红色LED灯组201、绿色LED灯组202和蓝色LED灯组203，驱动模块300包括三个驱动IC分别为LED灯组200中不同颜色的LED灯组提供驱动电流，三个驱动IC分别为：红色LED灯组驱动IC301，与红色LED灯组201连接；绿色LED灯组驱动IC302，与绿色LED灯组202连接；以及蓝色LED灯组驱动IC303，与蓝色LED灯组203连接。
本实用新型较佳实施例中，驱动IC选用P16模组/驱动IC-MBI5022/1R1G1B或者P16模组/驱动IC-MBI5026/1R1G1B，如图4所示，红色LED灯组201由16个红发光二极管分别与红色LED灯组驱动IC301的相应引脚连接，绿色LED灯组202由16个绿发光二极管分别与绿色LED灯组驱动IC302的相应引脚连接，蓝色LED灯组203分别由16个蓝发光二极管分别与蓝色LED灯组驱动IC303的相应引脚连接。
如图4所示，电源模块100包括第一直流电压产生单元101，为LED灯组200提供第一输入电压，即3.5-4.5V的直流电压，由于驱动模块300的工作电压为5V，电源模块100还包括第一电源转换单元102。
本实用新型较佳实施例中第一电源转换单元102可与LED灯组200共用一路电源，如图4所示，第一电源转换单元102与第一直流电压产生单元101连接，用于将第一输入电压提升为第二输入电压，第一电源转换单元102为直流/直流转换模块，其输出电压为5V，如图2所示，本实施例中第一电源转换单元102采用型号为DC/DC600的电源转换芯片其输出端与驱动模块300的三个驱动IC的电源输入引脚分别连接，以保证驱动模块300的工作电压为5V，而不同颜色的LED的正极接入的电压为3.5-4.5V，小于5V，从而降低LED灯组通电回路中分布在驱动模块300上的压降，在驱动电流不变及驱动模块300供电电源不变的情况下，这样驱动模块300的功耗就会降低，发热减少，温度自然也就降低了。
在第一电源转换单元102和LED灯组200共用一路电源时，只需要通过一个电感与第一直流电压产生单元101短接就可以了。
在本实用新型较佳实施例节电LED显示装置中，具体电路采用节电和不节电兼容的方式进行设计，在不节电方式下，如图3所示，第一电源转换单元102用一个电感替代，就是普通不节电的LED显示装置；在节电方式下，直接焊上电源转换模块就可以实现节电功能了。
进一步地，第一电源转换单元102的供电回路可与LED灯组200的供电回路分开设计，如图5所示，此时电源模块包括为LED灯组提供第一输入电压的第二直流电压产生单元A101和为驱动模块提供第二输入电压的第三直流电压产生单元A102，其中第三直流电压产生单元A102又包括电压提供单元A1021和将电压提供单元A1021的电压转换为第二输入电压的第二电源转换单元A1022，电压提供单元A1021可以为直流电源也可以为交流电源，相应地，第二电源转换单元A1022进行直流/直流转换，或者进行交流/直流转换。
进一步地，第二直流电压产生单元A101的电压为3.5-4.5V，与LED灯组200中不同颜色的LED灯组分别连接，为其提供工作电压；若电压提供单元A1021为交流电源，通过第二电源转换单元A1022进行交流/直流转换，将交流电源转化为直流电源，同时保证LED灯组200的输入电压5V；若第二直流电压产生单元A101为直流电源且电压值不在3.5-4.5V内，此时通过第二电源转换单元A1022进行直流/直流转换，将直流电源转化为电压值在3.5-4.5V之间的直流电源，以保证LED灯组200的输入电压5V。
下面以P16模组/驱动IC-MBI5026/1R1G1B为例具体说明节电的计算过程：
已知测量的技术参数：(白场信号)驱动IC的工作电压为：5V；单片驱动IC的工作电流：6mA；单片驱动IC工作的灌电流：320mA；各路通道导通的平均压降：0.7V；蓝绿发光二极管的导通压降：2.8-3.6V；红发光二极管的导通压降：1.8-2.2V；电源模块的效率：70％。
如图1所示，为现有技术中，包含红绿蓝三个颜色的LED灯组，分别由三个驱动IC(P16模组/驱动IC-MBI5026/1R1G1B)提供驱动电流，且直接由5V的直流电源为不同颜色的LED灯组和三个驱动IC提供工作电压，三个驱动IC的热功耗(不包含正常导通那部分的热功耗)：
1)当蓝绿发光二极管的导通压降为3.6V，红发光二极管的导通压降为2.2V时：
蓝色驱动IC的热功耗：
(5V-3.6V-0.7V)×320mA＝224(mA*V)；
绿色驱动IC的热功耗：
(5V-3.6V-0.7V)×320mA＝224(mA*V)；
红色驱动IC的热功耗：
(5V-2.2V-0.7V)×320mA＝672(mA*V)；
2)当蓝绿发光二极管的导通压降为2.8V，红发光二极管的导通压降为1.8V时：
蓝色驱动IC的热功耗：
(5V-2.8V-0.7V)×320mA＝480(mA*V)；
绿色驱动IC的热功耗：
(5V-2.8V-0.7V)×320mA＝480(mA*V)；
红色驱动IC的热功耗：
(5V-1.8V-0.7V)×320mA＝800(mA*V)；
本实用新型较佳实施例节点LED显示装置中，如图4所示，三个驱动IC的热功耗(不包含正常导通那部分的热功耗)：
1)当蓝绿发光二极管的导通压降为3.6V，红发光二极管的导通压降为2.2V，以LED的供电电压输入选择4.3V为例：
蓝色驱动IC的热功耗：
(4.3V-3.6V-0.7V)×320mA＝0(mA*V)；
绿色驱动IC的热功耗：
(4.3V-3.6V-0.7V)×320mA＝0(mA*V)；
红色驱动IC的热功耗：
(4.3V-2.2V-0.7V)×320mA＝448(mA*V)；
2)当蓝绿发光二极管的导通压降为2.8V，红发光二极管的导通压降为1.8V，以LED的供电电压输入选择4.3V为例：
蓝色驱动IC的热功耗：
(3.5V-2.8V-0.7V)×320mA＝0(mA*V)；
绿色驱动IC的热功耗：
(3.5V-2.8V-0.7V)×320mA＝0(mA*V)；
红色驱动IC的热功耗：
(3.5V-1.8V-0.7V)×320mA＝320(mA*V)；
节电LED显示装置的降低功耗的百分比：
1)当蓝绿发光二极管的导通压降为3.6V，红发光二极管的导通压降为2.2V时：
图1中，三色驱动IC总功耗：
总功耗＝IC总功耗+LED总功耗
＝5V×3×6mA+5V×320mA＝1690(mA*V)；
本实施例图4中，三色驱动IC总功耗(以LED的供电电压输入选择4.3V为例)：
总功耗＝(IC总功耗/电源模块效率)+LED总功耗
＝(5V×3×6mA/70％)+4.3V×320mA＝1504.57(mA*V)；
对应的节电或减少功耗百分率：
节电或减耗百分比＝(1690-1504.57)/1690＝11％
2)当蓝绿发光二极管的导通压降为2.8V，红发光二极管的导通压降为1.8V时：
现有技术图1中，三色驱动IC总功耗：
总功耗＝IC总功耗+LED总功耗
＝5V×3×6mA+5V×320mA＝1690(mA*V)；
本实施例图4中，三色驱动IC总功耗(以LED的供电电压输入选择4.3V为例)：
总功耗＝(IC总功耗/电源模块效率)+LED总功耗
＝(5V×3×6mA/70％)+3.5V×320mA＝1248.57(mA*V)
对应的节电或减少功耗百分率：
节电或减耗百分比＝(1690-1248.57)/1690＝26％
由以上计算可知，本实用新型实施例中增加电源转换模块，减少LED灯组中发光二极管正极输入电压，可以比现有技术中LED显示屏降低功耗11-26％，减少驱动IC的发热量，温度可降低10℃以上，稳定性提高，使得LED显示装置的使用寿命延长。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种节电LED显示装置，包括用于显示的LED灯组，还包括用于驱动所述LED灯组的驱动模块，其特征在于，还包括用于给所述LED灯组提供第一输入电压、给所述驱动模块提供第二输入电压的电源模块，所述第一输入电压低于所述第二输入电压。
2.根据权利要求1所述的节电LED显示装置，其特征在于，所述第一输入电压为3.5-4.5V。
3.根据权利要求2所述的节电LED显示装置，其特征在于，所述第二输入电压为5V。
4.根据权利要求3所述的节电LED显示装置，其特征在于，所述电源模块包括：用于给所述LED灯组提供所述第一输入电压的第一直流电压产生单元和用于将所述第一输入电压提升为第二输入电压的第一电源转换单元。
5.根据权利要求3所述的节电LED显示装置，其特征在于，所述电源模块包括，
用于给所述LED灯组提供所述第一输入电压的第二直流电压产生单元；
用于给所述驱动模块提供所述第二输入电压的第三直流电压产生单元，所述第三直流电压产生单元包括电压提供单元，和将所述电压提供单元转换为所述第二输入电压的第二电源转换单元。
6.根据权利要求5所述的节电LED显示装置，其特征在于，所述电压提供单元为所述第二电源转换单元提供直流或者交流电压。
7.根据权利要求6所述的节电LED显示装置，其特征在于，所述第二电源转换单元为直流/直流转换单元或者交流/直流转换单元。
8.根据权利要求4-7中任意一项所述的节电LED显示装置，其特征在于，
所述LED灯组包括红色LED灯组、绿色LED灯组和蓝色LED灯组；
所述驱动模块包括三个分别驱动连接所述红色LED灯组、绿色LED灯组和蓝色LED灯组的驱动单元。
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