由于掃描信號控制模塊，各種檢測電路模塊等均是小信號處理電路，需要功耗小于15 W。從能量的變換效率和輸入電壓適應(yīng)性考慮，建議采用電流模式、準(zhǔn)諧振、反激式反饋型能量變換拓?fù)浼軜?gòu)，并采用同步整流技術(shù)。以NCP1207 控制器為例設(shè)計(jì)模組輔助電源模塊如圖4 所示：

　　1） 該電源從Vbulk 總線上吸收電能， 直流電壓范圍為+120～+400 V；

　　2）主開關(guān)管VQ2開通時,“變壓器”初級繞組儲存能量，VQ2關(guān)閉時，將能量傳送到次級繞組；

　　3）初級的輔助繞組，一方面整流向NCP1207 和PFC 回路芯片供電， 另一方向NCP1207 的引腳提供一個退磁信號；

　　4）電阻R4限制開關(guān)管導(dǎo)通的最大電流值；

　　5）變壓器次級輸出電壓+5 V 是輸出主回路，用于信號掃描模塊的供電，采用同步整流的技術(shù)，從而減少了整流二極管的反向恢復(fù)損耗；

　　6）變壓器次級輸出電壓+12 V 是副輸出回路，用于監(jiān)控電路和其他功能模塊的供電，同樣采用同步整流的技術(shù)，減少了損耗；

　　7）接收信號控制板來的控制信號通過光耦耦合到初級，用于控制NCP1653 的+15 V 的供電，實(shí)現(xiàn)控制PFC 電路啟動和關(guān)斷的功能。

　　實(shí)際工程應(yīng)用中， 關(guān)斷和開啟PFC 功能（通過改變給NCP1653 供電來實(shí)現(xiàn)）具有重要意義。當(dāng)led顯示屏僅僅在進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)時， 不需要LED 點(diǎn)陣模塊點(diǎn)亮?xí)r， 可以關(guān)閉PFC 矯正功能及分布式開關(guān)電源模塊， 從而達(dá)到節(jié)能的目的；在LED 顯示屏開啟和關(guān)斷時，可以接收控制系統(tǒng)開閉命令信號，實(shí)現(xiàn)整個LED 顯示屏的各個模組分時依次開啟或關(guān)斷， 大大降低整個LED 顯示屏工程在開關(guān)機(jī)時的浪涌尖峰值，避免了對電網(wǎng)中設(shè)備的危險沖擊。如圖4 中，VQ8的開斷控制著PFC 電路的開啟和停止。

3 模組點(diǎn)陣模塊所需電源設(shè)計(jì)

　　本拓?fù)湓O(shè)計(jì)的模組內(nèi)由若干LED 點(diǎn)陣模塊組成，相應(yīng)地有若干LED 電源模塊對應(yīng)供電。

　　3.1 LED 點(diǎn)陣模塊的可變電壓設(shè)計(jì)

　　全彩LED 點(diǎn)陣模塊，一般是由紅、綠、藍(lán)LED 構(gòu)成，而這3 種LED 的電壓導(dǎo)通特性是有差異的，一般藍(lán)、綠LED 導(dǎo)通電壓接近，建議將藍(lán)、綠LED 采用同一路電壓供電。所以，電源模塊采用兩路可調(diào)電壓輸出V紅、V藍(lán)綠供電，如圖5 所示。

　　3.2 LED 點(diǎn)陣模塊電源原理圖設(shè)計(jì)

　　選用NCP1207[2]為主控制器件設(shè)計(jì)的LED 點(diǎn)陣模塊的開關(guān)電源如圖6 所示：1） 該電源從Vbulk 總線上吸收電能，直流電壓范圍為370～400 V，R23、R25和R28組成的分壓電路采樣輸入電壓總線上的電壓值，然后反饋給NCP1207 從而實(shí)現(xiàn)控制；2）主開關(guān)管VQ14開通時，“變壓器”初級繞組儲存能量，VQ14關(guān)閉時，將能量傳送到次級繞組；3）初級的輔助繞組，一方面整流為NCP1207 供電， 另一方向NCP1207 的引腳提供一個退磁信號；4）電阻R31限制開關(guān)管導(dǎo)通的最大電流值；5）反饋信號是由（VDC 藍(lán)綠）輸出回路獲得，從而保持了（VDC藍(lán)綠LED）穩(wěn)定電壓輸出，變壓器次級（VDC 藍(lán)綠）輸出電壓采用同步整流技術(shù)， 減少了整流二極管的反向恢復(fù)損耗；6）變壓器次級副輸出回路，同樣采用同步整流技術(shù)，減少了損耗，然后經(jīng)過一個輸出可調(diào)Buck 變換電路（以U5 為調(diào)整核心），輸出穩(wěn)定的實(shí)際所需的供電電壓（VDC 紅LED）。

　　如圖6 所示，當(dāng)輸入電壓Vbulk 低于+370 V（可根據(jù)具體情況設(shè)置恰當(dāng)值），分壓所得電壓使VQ12A 導(dǎo)通到地，從而關(guān)閉了NCP1207 的輸出脈沖，NCP1207 停止工作， 電源停止給LED 點(diǎn)陣模塊供電；相反，當(dāng)總線電壓上升至大于+370 V時，PFC 電路正常工作，VQ12A 關(guān)斷，NCP1207 正常工作， 電源重新給LED 點(diǎn)陣模塊供電。

　　提高LED 點(diǎn)陣模塊電源的電能轉(zhuǎn)換效率是本拓?fù)湓O(shè)計(jì)中重要一環(huán)。所以，采用了零電壓導(dǎo)通和零電流關(guān)斷的準(zhǔn)諧振軟開關(guān)技術(shù)， 降低了開關(guān)電源的主開關(guān)管的開關(guān)損耗；采用同步整流技術(shù)，降低了輸出整流管的反向恢復(fù)損耗。同時，LED 點(diǎn)陣模塊電源要求電源模塊變壓器設(shè)計(jì)小型化，這就要求必須提高磁元件的功率密度。而平面變壓器在減小漏感、交流阻抗等方面有著非常大的優(yōu)點(diǎn)，并且因?yàn)轶w積的小巧使其成為一種優(yōu)異的磁性元件, 極大改進(jìn)了開關(guān)電源的工作狀態(tài)。因此這里的開關(guān)電源模塊使用平面變壓器。

4 結(jié)論

　　通過交流電源濾波和PFC 校正模塊， 將后續(xù)若干DCDC變換電路與電網(wǎng)隔開，并進(jìn)行了PFC 有源校正，從而潔凈了電源，對電網(wǎng)無諧波污染；同時采用400 V 高壓總線傳輸，從而減少了傳輸損耗，提高了轉(zhuǎn)換效率；采用輔助電源模塊給信號控制模塊、PFC 調(diào)整電路和其他功能電路供電， 并提供控制接口， 可以方便系統(tǒng)更有效地對模組電源功率的管理；同時，電源系統(tǒng)在給LED 點(diǎn)陣模塊供電時，各路輸出電壓任意可調(diào)，能夠滿足LED 負(fù)載的實(shí)際需要，從而降低了同一電壓帶來的LED 點(diǎn)陣模塊的無用功耗。