[发明专利]用于大型LED显示屏的混合直流电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流电源系统及实现方法，特别是一种可用于大型LED显示屏的混合直流电源系统及其实现方法。

背景技术

LED显示屏已经被广泛用于水陆交通、市政、商业、金融、居民小区等信息显示场合，但是其供电直流电源主要仍然使用了传统的开关电源甚至线性电源。大型LED显示屏是由多个LED显示模块拼接构成，而单个LED显示模块又是由许多单个LED放光二极管组成的阵列而形成。LED显示屏的整体负荷是随着LED显示模块数目的多少而增减，呈现出模块化的特点。另一方面，LED显示屏通常是不间断地工作，累计耗电量非常巨大；并且其安装位置的常规电力铺设、电源系统的监控与调试通常也十分不方便。

因此，针对大型LED显示屏(尤其是户外大型LED显示屏)实现具有高可靠性多种电能来源、能适应外部环境而自动切换输入电能形式、可以根据LED显示屏负荷进行对应的输出拓展、且具有免维护远程监控及配置功能的混合直流电源，将是大型LED显示屏专用直流电源必需解决的问题。目前为止，还没有能够同时满足上述要求的混合直流电源系统，也没有与本发明所述实现方法相类似的直流电源系统实现方法。

发明内容

本发明是为了解决现有技术存在的问题而提出，目的在于提供一种具备太阳能光伏、蓄电池、AC-DC三者智能切换供电，可以依据LED显示模块的数量而扩展输出，能够通过GPRS无线网络实现远程实时的参数监控与设置，尤其适用于常规供电不便且需长期工作的大型LED显示屏的新型混合直流电源系统。本发明可以实现多种电能自动无扰切换、供电性能稳定，减轻了人员维护和管理工作量、整体系统的性价比高，达到了高效节能环保的目标。

本发明所采用的技术方案：提供一种用于大型LED显示屏的混合直流电源系统，其包括：以多种不同方式产生电能的多种电源输入模块101；与所述多种电源输入模块101直接相连，以将直流电压转化为同一电压等级的调制模块102；与所述调制模块102相连，通过检测外界切换条件而自动确定投切哪一种电源的智能切换控制模块103；与所述智能切换控制模块103相连，并可依据所述LED显示屏模块数目而进行对等配置的可扩展输出模块阵列104；采集所述电源系统的各种参数，并能够自适应地调节GPRS通讯流量，以实时发送至监控管理中心的GPRS远程监控模块105。

根据本发明的混合直流电源系统，所述多种电源输入模块101包括：以太阳能光伏、蓄电池、AC-DC不同方式产生电能的多种电源。

根据本发明的混合直流电源系统，所述智能切换控制模块103是以微控制器为核心，通过检测电路来采集外部切换条件；并运用所述微控制器内部实现的专家控制算法，通过电子或机械开关器件，自动实现系统中不同电源之间的切换控制。

根据本发明的混合直流电源系统，所述可扩展输出模块阵列104是由单个子模块并联而成，所述子模块的输入端与智能切换控制模块103输出端连接，所述子模块的输出端与LED显示屏的显示模块直接连接；并且所述可扩展输出模块阵列104的子模块数量依据所述LED显示模块的数量进行了对等化配置及扩展。

根据本发明的混合直流电源系统，所述的单个输出子模块是以集成开关元件为核心，并由电容器、电感器、续流二极管构成的Buck电路。根据本发明的一个实施例，所述单个输出子模块的输入电压为7V～40V，输出电压为5V，最大输出电流为3A，其平均工作效率可达70％～90％。

根据本发明的混合直流电源系统，所述GPRS远程监控模块105包括：输入被监控参数的采样电路501；实现模数转换的A/D转换电路502；进行本地保护控制、求取参数变化梯度并自适应地调整GPRS流量的微控制器503；将通讯数据打包传送至无线通讯网络的GPRS网络接口芯片504；将发送信号放大的射频功放单元505以及SIM卡接口电路506。

本发明还提供了一种用于大型LED显示屏混合直流电源系统的实现方法，所述方法包括以下步骤：S101.检测外界切换条件并做出逻辑判断以投切特定的输入电源，被选定投切的输入电源可以是太阳能光伏、蓄电池、AC-DC中一种；S102.根据LED显示屏的大小，而对应扩展直接与LED显示模块相连接的可扩展输出模块阵列的大小，以提供LED显示屏工作所需的总电流；S103.GPRS远程监控模块对所述电源系统的参数进行实时采集，并通过GPRS无线网络与监控管理中心通讯，实现远程监控及维护。