由于LED户外全彩显示屏中光电器件的特性与普通显示屏不同，成本非常昂贵，并且对开关电源的性能和质量有很高的要求。因此，本文开发了一款户外全彩屏专用开关电源。
LED户外全彩显示屏使用的电源应具有以下特点。
1) 在一定条件下保持LED像素恒流驱动。显示负载变化引起的LED组电压变化会影响像素电流，引起亮度变化。为了保证整个屏模组亮度均匀，减少亮度变化，将开关电源输出采样电路的采样点从电源端口移至显示屏上的某一点，使该点的电压保持不变。负载变化引起的电压变化由开关电源调节，即负载小时，输出电压低；负载小时，输出电压低。当负载大时，输出电压高。这保证了当温度和亮度不变时，输出到LED模块的电压保持不变，像素驱动电流保持恒定。
2) 补偿环境温度引起的LED正向压降VF的变化。 LED正向压降VF随着环境温度的升高而降低。各种LED的温度变化系数各不相同。在正常工作温度范围内，VF 的变化可达20%。在恒压驱动下，VF下降会导致LED电流上升，导致整体温度上升。在这个反馈过程中，LED的工作状况会越来越差，严重影响户外屏的质量和寿命。因此，要求户外屏的开关电源具有温度补偿功能，保证LED驱动电流不随温度升高而增大。
一种简单的温度补偿方法是在开关电源中接入温度变化率接近LEDVF的负温度系数热敏电阻，引入开关电源PWM芯片与参考电压Vi（Vo=KVi）进行比较。当温度升高时，Vi降低，输出电压降低，从而抑制LED工作电流的增加。由于热敏电阻高度离散，因此需要对其进行选择以确保产品的一致性。另外，每种温度变化率都有独立的电阻组合，互换性较差。为了克服这些缺点，采用了由数字信号控制输出的数控开关电源。根据各种LED的温漂曲线，将不同温度下需要提供给LED的驱动电压制成表格，存储在单片机中供查询。根据温度传感器单片机测得的温度，即可得到数控开关电源相应的输出电压。
3）通过调节开关电源的电压来控制显示屏的亮度。为了充分利用全彩屏控制系统中有限的资源，需要开关电源通过调节输出电压来调节全彩屏的亮度。由于室外光照变化较大，全彩屏亮度对应的电压值需要根据不同的气候和时间段提前制表，并存储在单片机中。根据光传感器送来的信号查表，得到数控开关电源的输出电压值，从而控制显示屏的亮度。
4）通用开关电源工作原理
通用开关电源的工作原理如图1所示，采用3525脉宽调制(PWM)元件作为开关电源的控制电路，功能齐全，应用方便。误差放大器将电源输出端的误差信号放大，然后通过采样电路送至比较器的反相输入端，与参考电路中振荡器输出的斜坡电压进行比较。利用比较器输出的方波脉冲来控制3525内部输出功率管的占空比。通过改变参考电压和输出采样电路可以获得不同的电压值。
5）数控开关电源工作原理
CNC开关电源是一种输出电压由数字信号控制的开关电源。其工作原理如图2所示。
选用X9313非易失性数控电位器作为比较PWM芯片参考电压的可控器件。其功耗低、使用方便、可靠性好。 X9313 是一个包含31 个电阻单元的电阻阵列，每个单元之间的端点处有抽头点，用于滑动单元访问。滑动单元的位置由三个输入端子/D和INC控制。滑动端子的位置存储在非易失性存储器中，并且可以在下次上电时调用。其功能如图3所示。
开关电源的输出电压范围由VL和VH决定。从图2输出电压的计算公式可以看出，只要保证VL和VH的一致性，就可以保证电源输出电压的一致性。假设电压调节范围为，则输出电压偏差为20mV，完全可以满足LED的供电要求。为了提高抗干扰性能，对进入开关电源的数字信号进行光电隔离。
6）数控开关电源的应用
CNC开关电源的信号发生器是由单片机组成的信号处理和发生系统，如图4所示。它存储了补偿不同温度下LED温漂应输出的电压值，以及输出电压值由LED显示屏在不同光照条件下的亮度决定。数控开关电源有自动、手动、程序三种控制方式。
1、自动控制
温度传感器和光照传感器定期采集现场的温度和光照强度，并将其发送至信号发生器进行数据处理。数控电位器32个档位对应产生的控制信号，经信号驱动器分路放大，满足mn个开关电源的信号传输要求。 CNC开关电源接收到CNC信号后，调节输出电压，然后发送到LED显示屏。
2.手动控制
使用信号发生器的键盘输入一定的值。经信号发生器处理后，产生数字控制信号，经驱动器放大后送至各个数控开关电源，输出不同的电压给LED显示屏。
3、程序控制
广播机通过串行接口发送指令，并将其发送到信号发生器。处理后产生控制信号，经驱动器放大后送至各个CNC开关电源，输出不同的电压给LED显示屏。
7）结论
户外全彩LED显示屏专用开关电源已在众多户外全彩屏中得到广泛应用。
