一种适用于大尺寸公共显示器的LED灯管的开关电源架构的制作方法

本发明涉及液晶显示器的开关电源，尤其涉及一种适用于大尺寸公共显示器的led灯管的开关电源架构。

背景技术：

1、如图1所示，现有的pd公共液晶显示产品可外接ops插拔式电脑的传统大功率电源板电路功能方块图。该电源板采用了待机电路输出12v直流电给主基板电路供电;主电源电路1输出16v直流电给ops插拔式电脑、audio功放电路、液晶面板t-con电路以及usb等电路供电;主电源电路2输出24v直流电给boost升压电路供电，该24v直流电经boost升压电路进行升压之后以及通过led灯管总电流控制电路进行做led灯管电流控制，从而达到控制液晶显示画面亮度。该电路特点：1、采用三个独立的电路分别输出12v、16v、24v直流电给液晶显示器产品各电路设备功能模块进行供电。2、采用控制led灯管总电流，如图2为65寸led灯管采用14串6并，即：采用6根led灯条，每根led灯条由14颗发光二极体串连而成。

2、现有技术采用三个独立的电路分别输出12v、16v、24v直流电给液晶显示器产品各电路设备功能模块进行供电，电路架构较为复杂，零件材料成本较高；且采用控制led灯管总电流存在如下问题：如图2所示，（1）当图2中led灯管中某一led灯条内部因发光二极体原材问题（生产过程中受esd损伤或是制程工艺不良造成发光二极体电气特性衰减）或是长时间受外部恶劣环境影响（如：产品应用在餐饮业如火锅店长期受高盐度的水气腐蚀加开关机冷热冲击led灯管发生故障）导致该灯条中某一发光二极体发生短路问题，当某一个led灯条中有发光二极体发生故障短路时，该led灯条仅13颗发光二极体工作，其余5条灯条有14颗发光二极体工作，而6条灯条两端的工作电压是一样的，依据发光二极体的工作特性，发生短路故障的那一灯条的工作电流就会异常大幅度增加，超出了led灯管电流规格上限值，使该led灯条的剩余正常工作的发光二极体在短时间内也发生短路故障，最终导致该led灯条烧毁开路或是背光驱动产生过温保护。（2）当图2中led灯管中某一led灯条内部因发光二极体原材等问题工作时导通内阻偏大，使得工作时正向导通电压超出电压规格上限值，而6条灯条两端的工作电压是一样的，依据发光二极体的工作特性，发生导通内阻偏大的那一灯条的工作电流就会异常大幅度减小，而剩余5条灯条工作电流就会上升，电流上升会增加发光二极体发热问题，引起发光二极体内部结温上升，加速产品老化，降低产品使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于大尺寸公共显示器的led灯管的开关电源架构。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一种适用于大尺寸公共显示器的led灯管的开关电源架构，其包括emi滤波及桥式整流电路、pfc升压电路、工频大电容滤波电路、待机电路、主电源电路和降压开关电流控制电路，emi滤波及桥式整流电路的输入端连接市用交流电，emi滤波及桥式整流电路的输出端依次通过pfc升压电路进行升压和工频大电容滤波电路进行滤波之后生成第一电压直流电，第一电压直流电由工频大电容滤波电路的输出端分别连接至待机电路和主电源电路，经待机电路进行电压转换后生成第二电压直流电为主基板电路供电，经主电源电路进行电压转换之后生成第三电压直流电和一vbus直流电，vbus直流电的电压值不小于led灯串最大工作电压；vbus直流电为一路及以上高压led灯串供电；每路高压led灯串的输出端连接一路降压开关电流控制电路，降压开关电流控制电路与vbus直流电连接，且降压开关电流控制电路接收来自主基板电路提供的开关信号和调光信号，开关信号用于控制降压开关电流控制电路是否工作，调光信号用于控制高压led灯串的工作电流大小

4、进一步地，第一电压直流电为390v直流电；第二电压直流电为12v直流电；第三电压直流电为16v直流电。

5、进一步地，vbus直流电的电压值为led灯串最大工作电压的1.1倍。

6、进一步地，主电源电路包括主电源初级侧电路、变压器t1和反馈电路；主电源初级侧电路与变压器t1的初级侧线圈绕组np电连接，变压器t1次级侧共有ns1/ns2/ns3/ns4 4个线圈绕组，其中线圈绕组ns1的打点端与整流二极管d6正端电连接，线圈绕组ns1非打点端与线圈绕组ns2的打点端和整流二极管d5正端电连接,线圈绕组ns2的非打点端与线圈绕组ns3的打点端接次级侧地，线圈绕组ns3的非打点端与线圈绕组ns4的打点端和整流二极管d4电连接，线圈绕组ns4的非打点端与整流二极管d3正端电连接，整流二极管d3和d6负端连接第一滤波电容c4正端作为第三电压直流电输出端，电容c4负端接地，整流二极管d4和d5负端连接第二滤波电容c3的正端后作为vbus直流电输出端，电容c3负端接地。

7、第三电压直流电输出端和vbus直流电输出端分别对应接入反馈电路的一个输入端，反馈电路的输出端连接初级侧电路。

8、进一步地，第一电压直流电为390v左右直流电由主电源初级侧电路控制变压器t1做电压和电能的转换，经过整流二极管d3和d6做全波整流之后，并经过第一滤波电路c4进行滤波之后生成第三电压直流电；经过整流二极管d4和d5做全波整流之后，并经过第二滤波电容c3进行滤波之后生成bus直流电。

9、进一步地，第三电压直流电输出端给外接ops插拔式电脑设备、audio功放、液晶面板内部的tcon电路以及usb电路供电。

10、进一步地，降压开关电流控制电路包括buck电感、buck n沟道mos管、续流二极管、降压控制电路、电流取样电阻、波谷侦测电路和与对应高压led灯串并联的储能电容；高压led灯串的输出端与储能电容的负极和buck电感打点端电连接，buck电感非打点端与续流二极管正端、buck n沟道mos管漏极（drain端）电连接,续流二极管负端分别电连接储能电容正极、vbus直流电输出端，buck n沟道mos管栅极（gate端）与降压控制电路电连接，buckn沟道mos管源极（source端）与电流取样电阻一端电连接，电流取样电阻另一端接次级地，波谷侦测电路的输入端与buck n沟道mos管的漏极电连接，波谷侦测电路的输出端与降压控制电路电连接，降压控制电路接收来自主基板电路的开关信号用以控制电路工作与否，降压控制电路同时接收来自主基板电路的调光信号用以对应控制高压led灯串的电流大小，降压控制电路采用准谐振工作模式通过波谷侦测电路对buck n沟道mos管的漏极电压进行侦测。

11、进一步地，降压开关电流控制电路采用准谐振谷底开通对应buck n沟道mos管，以大幅度减少开关buck n沟道mos管的打开时的开关损耗，提高led灯管驱动电路的电能转换效率。

12、进一步地，作为另一种实施方式，降压开关电流控制电路的buck n沟道mos管的栅极驱动方式采用通过控制pwm脉宽调制方波占空比duty大小及pwm脉宽调制方波工作频率大小来达到控制高压led灯串工作电流大小。

13、进一步地，每路高压led灯串包括2条及以上按顺序串联的led灯条。

14、本发明采用以上技术方案，相对于现有技术具有如下技术优势：1、简化外接ops插拔式电脑的传统大功率电源板电路架构，降低电源板材料成本。2、当led灯管中某一led灯条内部一颗或是多颗发光二极体发生短路故障时，剩余未发生故障的发光二极体仍能保持正常的工作电流进行长时间的工作，即：提升正常品led灯管使用寿命。3、当led灯管中某一led灯条内部一颗或是多颗发光二极体发生工作时导通内阻偏大使得工作时正向导通电压超出电压规格上限值，剩余正常的发光二极体仍能保持正常的工作电流进行长时间的工作，即：提升正常品led灯管使用寿命。4、提升led灯管驱动电路转换效率。