全彩色LED大屏幕节能技术方案.doc

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1、全彩色LED大屏幕节能技术方案摘要：全彩色LED大屏幕是一个高能耗的产品。针对LED显示屏的节能问题，对LED显示屏供电系统、供电电源以及控制方法进行了研究及优化．提出了“LLC谐振+同步整流的集中-分布式”电源方案和针对不同LED二极管的“分类供电”模式。同时将采用上述方案设计的LED屏供电系统与一般的供电系统进行了对比和计算，得出的结论是：采用本文提出的新型电源方案相对于传统方法，可以节能约20％；若采用文中提出的新型LED供电模式，还将进一步节约l5％的能量。因此该显示屏的节能化设计具有重要的社会效益和经济效益。关键词：LED显示屏：APFC；节能；谐振式电源文中针对

2、全彩色LED同步显示系统的节能问题进行节能化设计。众所周知。全彩色LED大屏幕是一个高能耗的产品，每小时需要消耗几十甚至上百千瓦的电能。一年的电费开支就得花费几十万，大大地增加了显示屏的价格。因此研究LED显示屏节能问题具有较大的社会价值和经济价值。针对LED显示屏节能问题，研究重点是：在给定的LED显示屏需求情况下．对供电模式、供电电源以及控制方法进行优化，以降低显示屏的能量消耗。为营造低碳节能环境做出贡献。为了验证节能措施的有效性，文中推出的节能型实验显示屏的主要参数是：具有96x96的分辨率．采用1／4扫描方式。可以同步显示PC显示器上任意一96x96像素的内容。该系

3、统要实现的主要功能是：在PC机上位机软件的控制下，动态地播放文字、图像、视频等内容。1LED显示屏设计1．1系统总体框图图1是全彩色LED显示系统框图，它由PC上位机、发送系统、接收系统、LED屏体和电源五部分构成。PC机上的LED屏播放软件设置显示屏基本参数，如分辨率、扫描方式、亮度等，并通过RS232传到发送系统上。并通过DVI接口将PC显示器的画面传到以DVI解码电路为核心的发送系统上。发送系统主要由DVI解码电路[1】、存储电路和以太网发送电路3部分组成。DVI解码电路是发送系统的核心．是整个显示系统成功与否的关键之一。接收系统和发送系统之间用以千兆以太网进行通讯，

4、可靠传输距离可达100m。接收系统接收到24位RGB数据、时钟信号、使能信号、行和场信号以及上位机软件的控制信号，按LED显示格式进行保存。以FPGA为核心的接收系统根据控制命令，将接收到的图像数据按要求保存在SRAM中，然后根据扫描方式将图像数据转换成对应的行列控制信号发往LED屏体。LED屏体由LED显示面板和驱动电路组成，驱动电路根据接收到的行列信号，控制LED的导通时间，从而显示一幅来自PC机的图像。图1系统总体框图1．2LED屏体结构LED显示面板如图2所示，包括显示面板和驱动电路两部分。该显示面板由若干单元显示模组级联组成．每个单元显示模组又由若干个LED以点阵

5、方式排列组成。在控制系统和驱动电路的作用下。在显示面板上可以播放要显示的内容。LED显示面板可以进行任意的组装．显示面积从几平米到几十平米甚至上百平米，但是在大屏幕工作时，LED会大量释放热量，为了保证系统能正常工作，需要在LED箱体内进行散热处理。图2LED显示面板示意图LED驱动电路由列驱动和行驱动组成。列驱动电路由专用驱动芯片组成，特点是多路输出、恒流特性好；行驱动电路由开关管组成，为列驱动电路提供足够的电流，将列恒流驱动芯片分成三组。分别驱动RGB三基色LED。在行导通的情况下，列恒流驱动芯片根据接收到的时钟信号和控制信号控制LED的导通时间，实现灰度输出。2全彩色

6、LED大屏幕节能技术的研究下面，针对LED显示屏节能技术。从LED驱动模式来展开细说。1．1驱动模式优化的节能技术1．1．1目前常规驱动供电模式目前，LED显示屏的常规供电模式如图3所示。驱动电路Datain为输入的颜色信号，CLK是时钟信号，LAT是锁存信号，OE是使能信号，在16个CLK后，产生一个LT，将数据锁存在缓冲器中．同时在行控制信号和OE信号的作用下导通相应的LED，导通时间由行控制信号和OE信号决定，即实现灰度输出。图3LED驱动电路对于一块M×N的全彩LED显示屏，扫描方式是4S，供电电压VLED，导通电流ILED，则此显示屏需要消耗的功率是：LED专用驱

7、动芯片可以同时驱动L路LED，则需要这种LED驱动电路驱动芯片的数量为：例如，对于一块分辨率是96x96的P10全彩色LED显示屏，显示面积是0.96m×0.96m，采用1／4扫描方式，供电电压5V，LED导通电流20mA，根据公式(1)可知，此显示面板需要消耗的功率是：(3)在只有0.9216m2的显示面积下，消耗的功率就达到691.2W．功率密度是750W/m2。1．1．2驱动供电模式的改进为了减少显示屏的能耗。需要对这种供电模式进行改正。从图3可知供电电压和其它器件之间的电压关系为：(4)式中，是系统供电电压