CN210273593U

CN210273593U - 低待机功耗的大功率电源电路及led显示控制系统

Info

Publication number: CN210273593U
Application number: CN201921322027.7U
Authority: CN
Inventors: 李志勇; 孙兴红; 吴振志; 吴涵渠
Original assignee: Shenzhen Aoto Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Aoto Electronics Co Ltd
Priority date: 2019-08-14
Filing date: 2019-08-14
Publication date: 2020-04-07
Anticipated expiration: 2029-08-14

Abstract

本实用新型涉及一种低待机功耗的大功率电源电路及LED显示控制系统，包括电源输入、继电器、待机电源单元、待机控制单元及大功率电源单元，电源输入与继电器、待机电源单元电连接，继电器与大功率电源单元连接；待机电源单元给待机控制单元供电；大功率电源单元，包括大功率电源主模块和备份模块，与继电器电连接，转换电源输入信号，输出工作电源信号；待机控制单元，获取大功率电源单元的工作状态信号，当判断处于待机状态时，关断继电器；还可以控制大功率电源主模块和大功率电源备份模块的启闭。通过关断大功率电源单元，降低待机功耗；通过设置电源备份模块，实现双电源备份，可以有效保障电源供给的稳定可靠。

Description

低待机功耗的大功率电源电路及LED显示控制系统

技术领域

本实用新型涉及电源控制领域，特别是涉及一种低待机功耗的大功率电源电路及LED显示控制系统。

背景技术

随着技术的进步和经济的发展，大家越来越重视环保和节能。对于电子设备而言，功耗可以分为工作功耗和待机功耗。目前，主要是家电设备会考虑待机功耗的降低，以满足能效标准的要求。而在大功率的系统项目中，主要考虑电源供电的稳定可靠，而较少从降低待机功耗方面进行设计。因此，现有大规模系统项目存在待机功耗较大的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有大规模系统项目存在待机功耗较大的问题，提出一种低待机功耗的大功率电源电路及LED显示控制系统。

本实用新型一实施例提供了一种低待机功耗的大功率电源电路，包括电源输入、继电器、待机电源单元、待机控制单元及大功率电源单元，所述电源输入与所述继电器、待机电源单元电连接，所述继电器与所述大功率电源单元连接；

所述待机电源单元，与所述待机控制单元电连接，用于转换所述电源输入的电源输入信号，输出待机电源信号，提供给所述待机控制单元使用；

所述大功率电源单元，至少包括一个大功率电源主模块、一个大功率电源备份模块；其中，所述大功率电源主模块和大功率电源备份模块，与所述继电器电连接，用于转换所述电源输入的电源输入信号，输出工作电源信号；

所述待机控制单元，与所述继电器、大功率电源主模块和大功率电源备份模块连接，用于获取所述大功率电源单元的工作状态信号，当所述大功率电源单元处于待机状态时，控制所述继电器断开；

所述待机控制单元，还用于根据工作状态信号，控制所述大功率电源主模块和大功率电源备份模块在工作状态和非工作状态进行的切换。

在一些实施例中，还包括有空气开关，所述继电器通过所述空气开关，与所述大功率电源单元连接。

在一些实施例中，还包括若干电源中继单元，所述电源中继单元与所述大功率电源单元连接。

在一些实施例中，所述待机控制单元至少包括唤醒模块、工作模块，在待机状态时，所述唤醒模块控制所述工作模块进入非工作状态；当接收到唤醒信号时，所述唤醒模块控制所述工作模块进入工作状态。

在一些实施例中，所述待机控制单元还包括有电压转换电路，用于将所述待机电源信号转换为其他电压值的信号；在待机状态时，所述唤醒模块控制所述电压转换电路进入非工作状态。

在一些实施例中，所述待机电源单元包括待机电源主模块及待机电源备份模块，所述待机电源主模块、待机电源备份模块，与所述电源输入、待机控制单元电连接，用于转换所述电源输入的电源输入信号，输出待机电源信号，提供给所述待机控制单元使用。

在一些实施例中，所述待机电源单元还包括第一开关，所述待机电源备份模块通过所述第一开关连接所述电源输入，所述待机控制单元或者待机电源主模块控制所述第一开关的导通或者关断；在待机状态时，所述第一开关关断。

在一些实施例中，所述第一开关为三极管、场效应管、继电器、常开开关或常闭开关中的任一种。

在一些实施例中，所述第一开关为常开开关，所述第一开关由所述待机控制单元控制。

本实用新型另一实施例提供了一种LED显示控制系统，用于控制若干LED显示单元组成的LED显示屏，包括至少一个控制器子板以及电源电路，所述电源电路与所述控制器子板电连接，所述电源电路给所述控制器子板供电，所述控制器子板用于控制LED显示单元，所述电源电路为前述任一项所述的低待机功耗的大功率电源电路。

通过设置与大功率电源单元连接的继电器，以及大功率电源单元中的备份模块，待机控制单元设置在单独的电路上，利用待机控制单元获取大功率电源单元的工作状态信号，判断出待机状态时，控制继电器断开，切断大功率电源单元与电源输入之间的线路，使得大功率电源单元在待机状态下没有电能消耗，而仅有待机控制单元在通电工作，极大的降低了整个电源电路的待机功耗。同时，通过待机控制单元控制大功率电源单元中备份模块的启闭，可以实现电源备份的功能，极大提升电源电路供电稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的大功率电源电路的电路示意图；

图2为本实用新型另一实施例的大功率电源电路的电路示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型一实施例提供了一种低待机功耗的大功率电源电路，包括电源输入10、继电器30、待机电源单元20、待机控制单元40及大功率电源单元50，电源输入10与继电器30、待机电源单元20电连接，继电器30与大功率电源单元50连接；

待机电源单元20，与待机控制单元40电连接，用于转换电源输入10的电源输入信号，输出待机电源信号，提供给待机控制单元40使用；

大功率电源单元50，至少包括一个大功率电源主模块51、一个大功率电源备份模块52；其中，大功率电源主模块51和大功率电源备份模块52，与继电器30电连接，用于转换电源输入10的电源输入信号，输出工作电源信号；

待机控制单元40，与继电器30、大功率电源主模块51和大功率电源备份模块52连接，用于获取大功率电源单元50的工作状态信号，当大功率电源单元50处于待机状态时，控制继电器30断开；

待机控制单元40，还用于根据工作状态信号，控制大功率电源主模块51和大功率电源备份模块52在工作状态和非工作状态之间的切换。

电源输入10，用于接收外部输入的电源输入信号。示例的，电源输入10，可以接收交流电流的输入。示例的，电源输入信号为220V的交流电流。

电源输入10、待机电源单元20、待机控制单元40可以构成待机控制支路。电源输入10、继电器30、大功率电源单元50可以构成工作电源支路。

在工作电源支路中，电源输入信号，流经继电器30，进入到大功率电源单元50，然后转换为工作电源信号，以输出给外部用电单元进行使用。

示例的，大功率电源单元50可以包括一个大功率电源主模块51、一个大功率电源备份模块52。大功率电源主模块51和大功率电源备份模块52均可以将电源输入信号转换为工作电源信号，二者可以相同，也可以具有一定的区别。大功率电源主模块51和大功率电源备份模块52均与继电器30电连接，并都能够输出工作电源信号。示例的，大功率电源主模块51和大功率电源备份模块52仅有一个处于工作状态，另一个作为备份，处于非工作状态。当需要时，才会从非工作状态转换为工作状态。

在待机控制支路中，待机电源单元20，接收电源输入信号，然后转换为待机电源信号，以提供给待机控制单元40进行使用。示例的，待机电源信号可以为12V直流电流。可以理解的是，待机电源信号也可以是其他电压值的直流电流，比如5V、3.8V等，可以根据具体需要进行确定。

待机控制单元40，接收待机电源信号而进行工作。待机控制单元40与大功率电源单元50连接，可以获取大功率电源单元50的工作状态信号，比如电流、电压、温度、模式信号、异常信号等。示例的，待机控制单元40与大功率电源单元50之间利用CAN总线，进行CAN通信连接，以保障二者之间通信的可靠性，适应大功率电源工作环境。可以理解的是，待机控制单元40与大功率电源单元50之间也可以采用其他的通信连接方式，只要能实现二者之间可靠的通信连接即可。

待机控制单元40，根据工作状态信号，可以判断大功率电源单元50是否处于待机状态。根据工作状态信号，来判断是否处于待机状态的方案有很多，示例的，可以是电流低于预设电流值，也可以是大功率电源单元50直接反馈待机模式信号。

在工作状态下，继电器30导通工作。当大功率电源单元50处于待机状态时，待机控制单元40，可以控制继电器30断开，断开工作电源支路，让大功率电源单元50不再消耗电能，以降低待机时的功耗。待机状态下，仅有待机控制单元40继续通电工作。因此待机控制单元40本身的消耗的电能较少，所以能极大的降低整个电源电路在待机时的功耗。

待机控制单元40，还根据大功率电源单元50的工作状态信号，判断是否需要切换大功率电源主模块51和大功率电源备份模块52的工作状态/非工作状态。示例的，可以由大功率电源主模块51工作，处于工作状态；而大功率电源备份模块52处于非工作状态。当大功率电源主模块51出现异常，不能正常工作时，大功率电源单元50的工作状态信号可以包括有异常信号。待机控制单元40，根据工作状态信号，可以控制大功率电源主模块51从工作状态，切换到非工作状态，同时控制大功率电源备份模块52，从非工作状态切换到工作状态——即大功率电源备份模块52工作，大功率电源主模块51不工作。可以理解的是，在某些情况下，比如输出供电不足时，也可以不关闭大功率电源主模块51，而同时开启大功率电源备份模块52——从非工作状态切换到工作状态。如此，大功率电源主模块51和大功率电源备份模块52均处于工作状态，均输出工作电源信号。

为了保护电源电路，提升电源电路的安全性能，如图1所示，低待机功耗的大功率电源电路，还包括有空气开关70，空气开关70设置在继电器30与大功率电源单元50之间，继电器30通过空气开关70，与大功率电源单元50连接。通过设置空气开关，可以直接、快速应对短路、过载、欠电压等异常，而无需待机控制单元40对继电器30的启闭操作。

在一些实施例中，低待机功耗的大功率电源电路，还包括有若干电源中继单元60，电源中继单元60与大功率电源单元50连接。当用电部件较多时，用电部件可能会设置得比较分散，电源信号在线路上的传输可能导致一定的衰减。为了保证输送到用电部件的工作电源信号的稳定性，降低中间传输造成衰减的不良影响，可以将用电部件分为若干分组，每个分组设置一个电源中继单元60。大功率电源单元50与电源中继单元60配合得到工作电源信号。示例的，假设工作电源信号为12V直流电流，大功率电源单元50可以将220V的交流电流转换为48V的中间电流信号，电源中继单元60再将48V的中间电流信号转换为12V的工作电源信号。因为电源中继单元60与用电部件距离较近，二者之间的电源信号传输衰减可以忽略，由此，可以有效保障工作电源信号的稳定性。

在一些实施例中，为了降低待机控制单元40在待机状下的功耗，待机控制单元40至少包括有唤醒模块、工作模块，在待机状态时，唤醒模块控制工作模块进入非工作状态；当接收到唤醒信号时，唤醒模块控制工作模块进入工作状态。唤醒信号，可以是一些实体按键的按压产生的，也可以是触摸屏等输入输出设备反馈过来的。通过设置唤醒模块、工作模块，待机控制单元40在待机状态时，可以关闭非必要的部件，进一步降低待机功耗。

可以理解的是，唤醒模块、工作模块可以同属于一个控制器，或者包含相同的一个控制器，比如，控制器内的一部分电路结构可以构成唤醒模块的全部或组成部分，控制器内的另一部分电路结构可以构成工作模块的全部或者组成部分。

当待机控制单元40具有控制器或者其他电路结构时，可能需要提供至少有2个不同电压值的待机电源信号。在一些实施例中，待机电源单元20可以提供待机控制单元40所需的多个、不同电压值的待机电源信号。在一些实施例中，待机电源单元20，可以仅提供一个电压值的待机电源信号，比如12V直流电流；同时，在待机控制单元40上还设置有电压转换电路，用于将待机电源信号转换为其他所需电压值的待机电源信号，比如5V、3.8V等。

可以理解的是，为了降低待机控制单元40在待机时的功耗，在待机状态，唤醒模块也可以控制电压转换电路进入非工作状态。

在一些实施例中，为了保障待机控制单元40的稳定可靠，如图1所示，待机电源单元20可以包括待机电源主模块21、待机电源备份模块22，待机电源主模块21、待机电源备份模块22，与电源输入10、待机控制单元40电连接，用于转换电源输入10的电源输入信号，输出待机电源信号，提供给待机控制单元40使用。待机电源主模块21、待机电源备份模块22可以相同，也可以不同，只有能够将电源输入信号转换为待机电源信号即可。通过设置待机电源主模块21、待机电源备份模块22，可以实现待机电源单元20的双备份，保障待机控制单元40的电源供给的稳定可靠性。

为了降低待机电源单元20在待机状态下的功耗，如图2所示，待机电源单元20还可以包括第一开关23，待机电源备份模块22通过第一开关23连接电源输入10，待机控制单元40或者待机电源主模块21控制第一开关23的导通或者关断；在待机状态时，第一开关23关断。通过设置第一开关23，可以在待机状态时切断待机电源备份模块，降低待机电源单元20的待机功耗。

第一开关23，可以是三极管、场效应管，也可以是继电器，还可以是常开开关或者常闭开关。

在一些实施例中，第一开关23为常开开关，第一开关23由待机电源主模块21控制。当待机电源主模块21正常工作时，待机电源主模块21可以向第一开关23输出有效电平控制信号，控制第一开关23关断，待机电源备份模块22断开与电源输入10的连接，处于非工作状态。当待机电源主模块21异常时，待机电源主模块21不再向第一开关23输出有效电平控制信号，第一开关23恢复为常开状态，待机电源备份模块22与电源输入10的连接，待机电源备份模块22可以进入工作状态，为待机控制单40提供待机电源信号。可以理解的是，第一开关23，也可以由待机控制单元40控制，以方便待机状态时，由待机控制单元40控制第一开关23关断，降低待机电源单元20的功耗。

本实用新型另一实施例提供了一种LED显示控制系统，用于控制若干LED显示单元组成的LED显示屏，包括至少一个控制器子板以及电源电路，电源电路与控制器子板电连接，电源电路给控制器子板供电，控制器子板用于控制LED显示单元。电源电路为前述任一实施例中的低待机功耗的大功率电源电路。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种低待机功耗的大功率电源电路，其特征在于，包括电源输入、继电器、待机电源单元、待机控制单元及大功率电源单元，所述电源输入与所述继电器、待机电源单元电连接，所述继电器与所述大功率电源单元连接；

2.根据权利要求1所述的低待机功耗的大功率电源电路，其特征在于，还包括有空气开关，所述继电器通过所述空气开关，与所述大功率电源单元连接。

3.根据权利要求1所述的低待机功耗的大功率电源电路，其特征在于，还包括若干电源中继单元，所述电源中继单元与所述大功率电源单元连接。

4.根据权利要求1所述的低待机功耗的大功率电源电路，其特征在于，所述待机控制单元至少包括唤醒模块、工作模块，在待机状态时，所述唤醒模块控制所述工作模块进入非工作状态；当接收到唤醒信号时，所述唤醒模块控制所述工作模块进入工作状态。

5.根据权利要求4所述的低待机功耗的大功率电源电路，其特征在于，所述待机控制单元还包括有电压转换电路，用于将所述待机电源信号转换为其他电压值的信号；在待机状态时，所述唤醒模块控制所述电压转换电路进入非工作状态。

6.根据权利要求1-5任一项所述的低待机功耗的大功率电源电路，其特征在于，所述待机电源单元包括待机电源主模块及待机电源备份模块，所述待机电源主模块、待机电源备份模块，与所述电源输入、待机控制单元电连接，用于转换所述电源输入的电源输入信号，输出待机电源信号，提供给所述待机控制单元使用。

7.根据权利要求6所述的低待机功耗的大功率电源电路，其特征在于，所述待机电源单元还包括第一开关，所述待机电源备份模块通过所述第一开关连接所述电源输入，所述待机控制单元或者待机电源主模块控制所述第一开关的导通或者关断；在待机状态时，所述第一开关关断。

8.根据权利要求7所述的低待机功耗的大功率电源电路，其特征在于，所述第一开关为三极管、场效应管、继电器、常开开关或常闭开关中的任一种。

9.根据权利要求7所述的低待机功耗的大功率电源电路，其特征在于，所述第一开关为常开开关，所述第一开关由所述待机控制单元控制。

10.一种LED显示控制系统，用于控制若干LED显示单元组成的LED显示屏，包括至少一个控制器子板以及电源电路，所述电源电路与所述控制器子板电连接，所述电源电路给所述控制器子板供电，所述控制器子板用于控制LED显示单元，其特征在于，所述电源电路为权利要求1-9任一项所述的低待机功耗的大功率电源电路。