一种LED数字显示器双电源系统的制作方法

本实用新型涉及LED数字显示器领域，特别是一种LED数字显示器双电源系统。

背景技术：

常见单一电源LED 数字显示器电源方案方式如说明书附图1所示，该数字显示器由四个独立的箱体所组成，每个箱体内包含一个独立的电源供应单元，且每个电源供应单元所提供的能量足以供应单一箱体所需的负载功率。

另一种常见的双电源LED 数字显示器电源方案方式如说明书附图所示，每个箱体内包含两个独立的电源供应器，当AC交流电源送达各个箱体后，箱体内的两个电源供应器均会同时工作并且平均输出负载所需的电流和功率。

但是上述两种方式均存在缺陷，具体如下：

以箱体建置单一电源为例，当AC电源发生异常时，数字显示器将因为失去唯一的电源输入而关闭；当箱体中的电源供应器异常时，将导致数字显示器中的箱体关闭，其余电源供应器正常的箱体继续工作。

以箱体建置两个电源为例，由于所有电源供应器之AC交流电源均来自于同一输入源，因此当AC交流电源发生异常时，不论箱体内建多少个电源供应器，数字显示器将会整个关闭。

另一方面，假设AC交流输入电源正常供应条件下，各箱体中的两电源供应器稳定工作且针对负载需求进行均流输出，亦即每个电源供应器仅提供各箱体所需负载的1/2，这对于电源供应器的寿命是有绝对帮助的，当任何一个电源供应器故障时，另一电源供应器将100%供应箱体负载需求，确保各箱体正常运作。

但由于箱体中的电源供应器为正常的两倍，各电源供应器中有着相同的储能电解电容，对AC交流电源端而言，在AC交流电源投入的一瞬间，其等校阻抗为传统单一电源的1/2，意味着由AC交流电源瞬间输入的突波电流将会是传统配置的两倍。过高的突波电流在重电配置上将容易导致过流保护器跳脱，如果数字显示屏过大，则需要额外针对开机时续进行处理，增加了工程复杂度和各国法规限制问题。

LED数字显示器中所建构的电源供应器，由于单一箱体功率需求大于75W，因此各电源供应器均须内建功率因子修正器，功率因子修正器对电源进行谐波修正的最佳状态为AC交流电源输入低电压和较重负载时。利用两电源供应器平均分担单一箱体负载会降低每一电源供应器的输出功率，进而降低电源供应器谐波修正能力，尽管最后的功率因子仍在法规规定的需求以上，但却不如单一电源供应器谐波修正的结果，对于AC交流电源的干扰势必也会更无法预期。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种LED数字显示器双电源系统，利用不同种类的电源转换方式实现双电源系统。

本实用新型采用以下方案实现：一种LED数字显示器双电源系统，包括耗电负载、交流电供应接口、直流电供应接口、电源供应器模块PSU、DC/DC转换器、与非门逻辑模块NAND、交流侦测器ACD；

所述电源供应器模块PSU的输入端分别与所述交流电供应接口、交流侦测器ACD的输入端电性相连，所述交流侦测器ACD的输出端以及所述电源供应器模块PSU的第一输出端分别连接至所述与非门逻辑模块NAND的两个输入端，所述与非门逻辑模块NAND的输出端与所述直流电供应接口均连接至所述DC/DC转换器的输入端，所述DC/DC转换器的输出端与所述电源供应器模块PSU的第二输出端并联后连接至所述耗电负载。

进一步地，所述交流电供应接口还连接至外部交流电源。

进一步地，所述直流电供应接口还连接至外部直流电源。

进一步地，所述外部直流电源包括风力发电电源、电池电源或服务器电源模块。

进一步地，所述电源供应器模块PSU包括整合型电源供应器与功率因子修正器。

进一步地，所述DC/DC转换器采用同步型降压变换器BUCK CONVERTER。

进一步地，所述耗电负载为数字显示器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型添加独立的DC/DC转换器，搭配电源供应器于箱体中使用，在正常AC交流电源供电条件下，各箱体所需的负载功率由电源供应器提供。增加的独立DC/DC转换器的电源供应来自于其他的DC电源，该电源可能是风力发电、电池电源、服务器电源等，当AC交流电源出现异常时，箱体供电来源切换至DC/DC转换器，保障各箱体正常运作。

附图说明

图1为本实用新型背景技术中现有系统图1。

图2为本实用新型背景技术中现有系统图2。

图3为本实用新型实施例的系统原理示意图。

图4为本实用新型实施例的时序波形示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

如图3所示，本实施例提供了一种LED数字显示器双电源系统，包括耗电负载、交流电供应接口、直流电供应接口、电源供应器模块PSU、DC/DC转换器、与非门逻辑模块NAND、交流侦测器ACD；

所述电源供应器模块PSU的输入端分别与所述交流电供应接口、交流侦测器ACD的输入端电性相连，所述交流侦测器ACD的输出端以及所述电源供应器模块PSU的第一输出端分别连接至所述与非门逻辑模块NAND的两个输入端，所述与非门逻辑模块NAND的输出端与所述直流电供应接口均连接至所述DC/DC转换器的输入端，所述DC/DC转换器的输出端与所述电源供应器模块PSU的第二输出端并联后连接至所述耗电负载。

在本实施例中，所述交流电供应接口还连接至外部交流电源。

在本实施例中，所述直流电供应接口还连接至外部直流电源。

在本实施例中，所述外部直流电源包括风力发电电源、电池电源或服务器电源模块。

在本实施例中，所述电源供应器模块PSU包括整合型电源供应器与功率因子修正器。

在本实施例中，所述DC/DC转换器采用同步型降压变换器BUCK CONVERTER。

在本实施例中，所述耗电负载为数字显示器。

本实施例添加独立的DC/DC转换器，搭配电源供应器于箱体中使用，在正常AC交流电源供电条件下，各箱体所需的负载功率由电源供应器提供。增加的独立DC/DC转换器的电源供应来自于其他的DC电源，该电源可能是风力发电、电池电源、服务器电源等，当AC交流电源出现异常时，箱体供电来源切换至DC/DC转换器，保障各箱体正常运作。

具体的，在本实施例中，如图3所示，箱体中的耗电负载可由电源供应器模块PSU或DC/DC转换器提供需求，其中PSU为市售常见的整合型电源供应器+功率因子修正器，DC/DC则采用同步型BUCK CONVERTER并藉由一个NAND逻辑闸来判断DC/DC是否启动和提供箱体负载所需能量。NAND逻辑闸接收交流侦测器(ACD)和power good(PG)讯号，交流侦测器(ACD)侦测AC交流电源存在与否，该侦测器允许设计一个侦测点，当AC交流电源高于某一有效值后，ACD判定AC交流电源存在。Power good(PG)讯号来自于PSU内部，市售电源供应器多数建构了该功能，当输出电压高于某一门坎后，PG讯号为高电平Pull high。

进一步地，在本实施例中，当单一箱体之AC电源输入时，PSU在获得AC电源的同时，ACD交流侦测器亦会判断该AC电源是否达到门坎电压，如果AC电源已经达到ACD门坎电压后，ACD送出一高准位直流电压。在此同时，PSU也已经建立了输出电压4.2-4.6V直流电压，并由PSU自行判断直流输出电压值后送出PG讯号，NAND收到ACD和PG两个高准位电压后，拉低EN讯号准位并关闭DC/DC转换器，此时箱体所需的能量均由单一PSU提供。

在本实施例中，假设在使用过程中，AC电源或PSU输出电压发生异常，ACD讯号或PG讯号任一个变为低准位时，NAND就会回复为高准位讯号且启动DC/DC转换器动作，由于DC/DC转换器切换频率普遍高于PSU，因此建立电压的时间也比PSU快。在PSU输出电压些微下降的过程中，DC/DC转换器输出已经可以取代PSU，如此系统即可达到不中断使用。

在本实施例中，另一情况假设为AC电源损坏，箱体所需之功率均由DC/DC转换器提供，当AC电源回复正常时，ACD判定AC端电源符合需求并送出高准位讯号，PSU缓慢建立输出电位的同时，由于输出端并联的另一组DC/DC转换器持续供给4.2V-4.6V稳定直流电中，因此PSU输出端的PG讯号会立即送出高准位讯号，NAND在收到两组高准位讯号后将DC/DC EN讯号拉低并关闭该组直流转换器。

在本实施例中，如图4所示，T1时间以前AC交流电源及DC直流电源均无输入，箱体关闭且不显示画面。当T=T1时AC交流电源输入电压，直到T=T2时交流电源电压高于ACD所设定的门坎值并输出高准位ACD讯号，这时箱体内建的PSU开始动作并缓慢建立输出电压4.2V-4.6V，T=T3时4.2V-4.6V输出电压高于某一判定值后(例如4V)，PG讯号输出高准位讯号，由于ACD和PG讯号均为高准位，NAND逻辑闸输出低准位讯号关闭DC/DC转换器。当T=T4时，DC电源输入箱体，由于T=T3时EN讯号已经转换为低准位，因此即使DC电源输入也不会启动DC/DC转换器，箱体所需的功率均由AC交流电源透过PSU转换器提供。当T=T5时AC交流电源失效，ACD讯号判断为低准位、EN讯号转为高准位并启动DC/DC转换器。依据负载的不同，在转换瞬间由于DC/DC需要一点时间建立输出电压，如果PSU本身的保持时间不足够负担箱体负载需求的话，就有可能会让4.2V-4.6V的输出电压出现些微的电压降，只要电压降的范围在标准值内，不须特别在意，DC/DC将立即接手提供箱体所需的电源。

当T=T6-T7时，AC交流电源又重新的输入，ACD判断AC交流电源高于门坎值后输出高准位、EN讯号再次转为低准位并关闭DC输入端的DC/DC转换器。由于PSU启动时立即对输出电容储能，因此在EN转态为低准位前会有一小盲区属于PSU和DC/DC共同提供能量区间，在这段区间内有机会造成4.2V-4.6V输出电压些微拉高，只要拉高的幅度限制在额定值内，可不必理会。当T=T8时，DC输入电源失效，由于T8前已经关闭了DC/DC转换器，因此DC电源的失效并不会影响箱体的正常运作。即使是T=T9时DC输入忽然回复，对DC输入电源而言，形同是空载投入。

值得一提的是，本实用新型保护的是硬件结构，至于控制方法不要求保护。以上仅为本实用新型实施例中一个较佳的实施方案。但是，本实用新型并不限于上述实施方案，凡按本实用新型方案所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。