CN219697305U - Led屏启动电流冲击抑制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种LED屏启动电流冲击抑制器，属于LED显示屏技术领域。该抑制器包括电阻R1~R5、可调电阻RP1、P沟道MOS管Q1和三极管Q2；电阻R1的一端、P沟道MOS管Q1的源极、电阻R3的一端均与输入VCC端相连；P沟道MOS管Q1的漏极与电阻R2的一端相连；电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、电阻R5的另一端与输出VCC端相连；电阻R3的另一端分别与P沟道MOS管Q1的栅极、电阻R4的一端相连；三极管Q2的发射极还分别与输入GND端、输出GND端相连。本实用新型结构简单，工作可靠，可以直接接入LED屏直流电源模块的输入端，无需额外电源即可实现容性负载启动瞬间电流冲击的抑制。

Description

LED屏启动电流冲击抑制器

技术领域

本实用新型属于LED显示屏技术领域，具体涉及蓄电池供电的LED屏启动电流冲击抑制器。

背景技术

目前，LED显示屏通常需要5V直流供电，因此往往需要使用开关电源作为LED屏的5V电源。但是开关电源前级往往配备有容量很大的稳压电容，从而使得开关电源成为一个很大的容性负载。对于前级电源，LED屏启动接通此容性负载时，会产生严重的电流冲击，尤其是在太阳能板-锂电池作为前级电源时，这一严重的电流冲击将会造成短时间电源电压突降，从而导致一系列设备的工作异常。因此，减小和抑制启动时的电流冲击，对于LED屏系统的稳定可靠工作具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种LED屏启动电流冲击抑制器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

LED屏启动电流冲击抑制器，蓄电池的正极连接输入VCC端，蓄电池负极连接输入GND端，LED屏开关电源正极连接输出VCC端，LED屏开关电源负极连接输出GND端，还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、可调电阻RP1、P沟道MOS管Q1和三极管Q2；

电阻R1的一端、P沟道MOS管Q1的源极、电阻R3的一端均与输入VCC端相连；

P沟道MOS管Q1的漏极与电阻R2的一端相连；

电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、电阻R5的另一端与输出VCC端相连；

电阻R3的另一端分别与P沟道MOS管Q1的栅极、电阻R4的一端相连；

电阻R4的另一端与三极管Q2的集电极相连；

三极管Q2的发射极与可调电阻RP1的一端相连；

三极管Q2的基极、可调电阻RP1的另一端均与电阻R5的一端相连；

三极管Q2的发射极还分别与输入GND端、输出GND端相连。

进一步，优选的是，蓄电池为12V电池。

进一步，优选的是，三极管Q2采用NPN型三极管。

进一步，优选的是，电阻R1的阻值为0.75Ω，电阻R2的阻值为0.05Ω、电阻R3的阻值为10kΩ、电阻R4的阻值为20kΩ、电阻R5的阻值为100kΩ，可调电阻RP1的阻值为0-10kΩ。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果为：

（1）本实用新型的LED屏启动电流冲击抑制器，可以直接串接在蓄电池与LED屏开关电源之间，有效抑制启动时电流冲击造成的电池电压跌落，提高设备可靠性；

（2）整个装置结构简单，体型小巧，可以灵活安装于现有电池供电的LED显示屏之中，提高现有设备的可靠性；

（3）本实用新型无需额外电源即可实现容性负载启动瞬间电流冲击的抑制，易于推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型LED屏启动电流冲击抑制器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限定本实用新型的范围。实施例中未注明具体技术、连接关系或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术、连接关系、条件或者按照产品说明书进行。所用材料、仪器或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

如图1所示，LED屏启动电流冲击抑制器，蓄电池的正极连接输入VCC端，蓄电池负极连接输入GND端，LED屏开关电源正极连接输出VCC端，LED屏开关电源负极连接输出GND端，还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、可调电阻RP1、P沟道MOS管Q1和三极管Q2；

电阻R1的一端、P沟道MOS管Q1的源极、电阻R3的一端均与输入VCC端相连；

P沟道MOS管Q1的漏极与电阻R2的一端相连；

电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、电阻R5的另一端与输出VCC端相连；

电阻R3的另一端分别与P沟道MOS管Q1的栅极、电阻R4的一端相连；

电阻R4的另一端与三极管Q2的集电极相连；

三极管Q2的发射极与可调电阻RP1的一端相连；

三极管Q2的基极、可调电阻RP1的另一端均与电阻R5的一端相连；

三极管Q2的发射极还分别与输入GND端、输出GND端相连。

优选，蓄电池为12V电池。

优选，三极管Q2采用NPN型三极管。

优选，电阻R1采用大功率电阻

优选，P沟道MOS管Q1采用大功率P沟道MOS管，电阻R2采用大功率低阻值电阻。

本LED屏启动电流冲击抑制器可以根据具体的工作条件进行参数设置，例如：对于12V电池供电LED显示屏，LED屏正常工作电流小于10A，电池安全电流范围0到20A，可以具体采用以下参数实现。

LED屏启动电流冲击抑制器，包括电阻R1构成的限流供电电路，P沟道MOS管Q1和电阻R2构成的稳定工作供电电路，电阻R3、电阻R4和三极管Q2控制电路，以及电阻R5、可调电阻RP1构成的状态检测电路。12V电池的正极连接输入VCC端，12V电池负极连接输入GND端，LED屏开关电源正极连接输出VCC端，LED屏开关电源负极连接输出GND端。限流供电电路和稳定工作供电电路并联接入输入VCC和输出VCC之间；控制电路连接在输入VCC和输入GND之间，并控制稳定工作供电电路的P沟道MOS管Q1的栅极；状态检测电路连接在输出VCC和输出GND之间，状态检测电路输出端从R5和RP1之间引出，连接控制电路三极管Q2的基极。

限流供电电路在电源启动初期限制最大工作电流，避免电流冲击；稳定工作电路在正常工作期间，对负载进行高效供电；控制电路根据状态检测电路的信号控制供电电路的切换；状态检测电路通过检测输出端的电压给出启动过程状态。

所述限流供电电路电阻R1采用20W大功率电阻，R1=12V/20A/80%=0.75Ω。

在LED屏启动阶段，电源电流通过电阻R1向后级开关电源供电，并通过电阻R1的阻值限制启动时流向容性负载的电流，避免冲击电流的产生。

所述稳定工作供电电路的P沟道MOS管Q1采用60V40A的P沟道MOS管，电阻R2采用10W大功率电阻，阻值R2=0.05Ω。

P沟道MOS管Q1的源极连接前级直流电源的正极，P沟道MOS管Q1的漏极连接小阻值电阻R2，再作为后级容性负载的供电正极。当LED屏启动过程中，P沟道MOS管Q1开关不导通；当LED屏启动结束，蓄电池进入稳定工作状态后，P沟道MOS管Q1导通，由于P沟道MOS管Q1导通电阻和电阻R2的阻值都很小，前级电源通过限流供电电路的电阻R1向后级供电的电流就会变得极小，主要通过稳定工作供电电路进行供电，避免了连续工作时，限流工作电路中电阻R1对于电能的额外消耗，提高供电效率。

所述控制电路的三极管Q2采用NPN型三极管，R3=10kΩ，R4=20kΩ。

控制电路通过电阻R3、电阻R4串联，并连接前级直流电源的正极与三极管Q2的集电极，为三极管Q2提供偏置电压。电阻R3与电阻R4之间引出控制端连接稳定工作供电电路的P沟道MOS管Q1的栅极。在三极管Q2不导通时，电阻R3中没有电流，电阻R3两端电压一致，则P沟道MOS管Q1栅极电压等于源极电压，P沟道MOS管Q1不导通；在三极管Q2导通时，电阻R3中有电流，稳定工作供电电路中的P沟道MOS管Q1的栅极电压低于源极电压，P沟道MOS管Q1导通。

所述状态检测电路采用固定电阻R5与可变电阻RP1串联分压方式，通过容性负载正负极之间的电压的分压值反映启动过程的状态，在12V、20A工作条件下，RP1两端电压0.7V即表示启动过程结束，此时R5=100kΩ，RP1=6.8kΩ。

容性负载在通电之前，正负极之间电压为零，所以通电瞬间会出现电流冲击；但是随着通电时间的持续，容性负载正负极之间的电压逐渐上升，直至稳定工作时与供电电源电压一致。电阻R5与可变电阻RP1串联之后连接在容性负载正负极之间，则可变电阻RP1上的电压随着容性负载电压变化而变化，调节可变电阻RP1阻值，可以保证容性负载稳定工作时，可变电阻RP1两端电压等于三极管Q2的基极导通电压。

此时，容性负载电压没有达到稳定工作电压前，可变电阻RP1两端电压低于三极管Q2导通电压，三极管Q2不导通，进而P沟道MOS管Q1不导通，供电通过限流供电电路，由电阻R1限制启动电流，抑制电流冲击；容性负载电压达到稳定工作电压后，可变电阻RP1两端电压达到三极管Q2导通电压，三极管Q2导通，进而P沟道MOS管Q1导通，供电主要通过稳定工作供电电路实现，提高供电效率，减少损耗。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.LED屏启动电流冲击抑制器，蓄电池的正极连接输入VCC端，蓄电池负极连接输入GND端，LED屏开关电源正极连接输出VCC端，LED屏开关电源负极连接输出GND端，其特征在于，还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、可调电阻RP1、P沟道MOS管Q1和三极管Q2；

电阻R1的一端、P沟道MOS管Q1的源极、电阻R3的一端均与输入VCC端相连；

P沟道MOS管Q1的漏极与电阻R2的一端相连；

电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、电阻R5的另一端与输出VCC端相连；

电阻R3的另一端分别与P沟道MOS管Q1的栅极、电阻R4的一端相连；

电阻R4的另一端与三极管Q2的集电极相连；

三极管Q2的发射极与可调电阻RP1的一端相连；

三极管Q2的基极、可调电阻RP1的另一端均与电阻R5的一端相连；

三极管Q2的发射极还分别与输入GND端、输出GND端相连。

2.根据权利要求1所述的LED屏启动电流冲击抑制器，其特征在于，蓄电池为12V电池。

3.根据权利要求1所述的LED屏启动电流冲击抑制器，其特征在于，三极管Q2采用NPN型三极管。

4.根据权利要求1所述的LED屏启动电流冲击抑制器，其特征在于，电阻R1的阻值为0.75Ω，电阻R2的阻值为0.05Ω、电阻R3的阻值为10kΩ、电阻R4的阻值为20kΩ、电阻R5的阻值为100kΩ，可调电阻RP1的阻值为0-10kΩ。