《電子技術(shù)應(yīng)用》
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詳解節(jié)能LED顯示屏原理
摘要: LED顯示屏的節(jié)能概念悄然掀起,成為它最為吸引消費者眼球的亮點,也是近年來火爆增長的原因,。當然,,經(jīng)過近幾年的瘋狂式增長,,目前這個行業(yè)也陷入了一種僵局以重新洗牌的困局。在這一困境之中,,必然有許多企業(yè)受此影響而元氣大傷,,甚至倒閉破產(chǎn),當然也會有許多企業(yè)因此而走出陰霾,,獲得更為長遠的發(fā)展,。
關(guān)鍵詞: LED顯示屏 節(jié)能原理 電源
Abstract:
Key words :

  LED顯示屏的節(jié)能概念悄然掀起,成為它最為吸引消費者眼球的亮點,,也是近年來火爆增長的原因,。當然,經(jīng)過近幾年的瘋狂式增長,,目前這個行業(yè)也陷入了一種僵局以重新洗牌的困局,。在這一困境之中,必然有許多企業(yè)受此影響而元氣大傷,,甚至倒閉破產(chǎn),,當然也會有許多企業(yè)因此而走出陰霾,獲得更為長遠的發(fā)展,。這是行業(yè)的發(fā)展規(guī)律,,任何企業(yè)都逃脫不了這一劫難,如何在劫難中重生,,是每個企業(yè)當前比較關(guān)注的問題,。

 

  

 

  在這個節(jié)能呼聲極高的時代,LED顯示屏的進一步節(jié)能又無可厚非的成為了這個行業(yè)追逐的支撐點,。很多企業(yè)在這一點上進行各方面改良,,在一定程度上有所改進,實現(xiàn)了節(jié)能的效果,,但是要實現(xiàn)更大意義上的節(jié)能,,還有很長的路要走,這需要整個行業(yè)的共同努力,。

  最近市場上出現(xiàn)了為數(shù)不多的節(jié)能led顯示屏,,通過對供電電源" title="電源">電源的改進對于led顯示屏的節(jié)能效果起到重大的提升,吸引了不少消費者的注意力,,并給予了相當高的期待,,很多l(xiāng)ed顯示屏廠家躍躍欲試,準備搶先引進這一技術(shù),,獲得發(fā)展先機,。在目前的技術(shù)基礎(chǔ)上,節(jié)能led顯示屏的節(jié)能效果到底是如何實現(xiàn)的呢,?

  我們以一個led小模塊來分析其耗電狀況,!如圖2,,是一個以長運通光電推出的CYT62726為驅(qū)動芯片的led小模塊,其供電電壓為5V,,先不計算外圍器件的功耗,,因為它們在整個屏中所占的比重極小,那整個屏所耗的功率都在燈上,,先計算燈點功率為Pled=n*Uvf*Iled(n為通道數(shù),,Uvf為LED燈點的壓降,Iled為設(shè)定的電流值)CYT62726驅(qū)動IC的管腳壓降一般為0.6V左右,,紅綠藍燈點的壓降分別為1.8V,,3.0V,3.0V如此那每個通道只需4V(3.0+0.6V)即可正常工作,,保守一點可以設(shè)置成紅燈通道2.8V,,藍綠通道3.8V而實際上我們的供電電壓都為5V,就相當于增加了1V*Iled的功耗在IC內(nèi)部,,所以如上可以設(shè)想只要將供電電源下降至紅2.8V,,綠3.8V,藍3.8V,,我們就可以省去那加在IC通道上的1V*Iled功耗,,在其他器件不變的情況下便可實現(xiàn)led顯示屏節(jié)能至少15%以上,再加上本身對LED屏散熱要求的降低也能實現(xiàn)一定程度上的節(jié)能,,這對于一個大屏來說已經(jīng)是一個相當大的數(shù)字了,,相信客戶會樂于接受!

 

  

 

    我們可以進一步剖析其節(jié)能原理" title="節(jié)能原理">節(jié)能原理,!

  首先,,從供電電源來看,,如圖3是一個傳統(tǒng)的開關(guān)電源原理圖,,如果要將5V降為4V,整流肖特基正向壓降所占輸出電壓比重必然增加,,開關(guān)電源輸出電壓越低,,因整流肖特基正向電壓比重越高(其比重X=V壓降/V輸出,輸出從5V降為4V,,加入其壓降為0.5V,,則其比重將從0.1上升為0.125,提高25%),,電源輸出效率就越低,,這對于LED屏幕整體節(jié)能效果并不明顯,所以采用這一電源設(shè)計原理顯然是是無法實現(xiàn)電源工作效率的提升,。同時,,5V是標稱值電壓,,在市場運用上已經(jīng)相當成熟,啟用新的開關(guān)電源電源電壓,,降低效率的同時只會增加成本,,品質(zhì)也難保障,實現(xiàn)有困難,。

  電源的設(shè)計是一個比較成熟的領(lǐng)域,,可以采用另外一種設(shè)計思路實現(xiàn)度顯示屏的供電,例如同步整流技術(shù),?;驹砣鐖D4,Q10為功率MOSFET,,在次級電壓的正半周,,Q10導(dǎo)通,Q10起整流作用,;在次級電壓的負半周,,Q10關(guān)斷,同步整流電路的功率損耗主要包括Q10的導(dǎo)通損耗及柵極驅(qū)動損耗,。當開關(guān)頻率低于60KHz時,,導(dǎo)通損耗占主導(dǎo)地位;開關(guān)頻率高于60KHz時,,以柵極驅(qū)動損耗為主,。在驅(qū)動較大功率的同步整流器時,要求柵極峰值驅(qū)動電流IG(PK)≥1A時,,還可采用CMOS高速功率MOSFET驅(qū)動器,。同步整流替代肖特基整流后,可以有效減小在輸出功率中消耗的比例,。采用同步整流技術(shù)是必須的,。

  在選擇AC/DC開關(guān)電源時,可以選用半橋或全橋新技術(shù),,這樣可以使開關(guān)電源效率提升到90%以上,。當然這些技術(shù)應(yīng)用,給led顯示屏供電是可以將電壓降至最佳狀態(tài),,同時電源的效率也能達到高效率水平,,因此采用新的電源技術(shù)給led顯示屏供電是可以達到顯著節(jié)能的效果。電源成本也肯定會有一些增加,,

 

  

 

  

 

  其次,,我們可以仔細的研究一下led屏幕驅(qū)動IC,如圖5所示輸出端為一個MOS開關(guān)管(如圖6),,控制輸出端口的關(guān)或者開,,輸出端口壓降即VDS =0.65V左右,,這是工藝和材料所決定,要把VDS 降為0.2V甚至0.1V,,本身所需的面積必然增大,。在MOS管的結(jié)構(gòu)中可以看到,在GS,,GD之間存在寄生電容,,而MOS管的驅(qū)動,實際上就是對電容的充放電,。這個充放電的過程是需要段時間的,,面積如果增加,在MOS管上的寄生電容也會隨之增大,,如此,,導(dǎo)致的后果就是整個IC的端口響應(yīng)速度下降,這對于一個LED屏幕驅(qū)動IC將是致命的弱點,,因此,,想從IC上入手,把轉(zhuǎn)折電壓降低,,同時使驅(qū)動IC有足夠的響應(yīng)速度,,起決定作用的是工藝,這是是難以實現(xiàn)的,。有人認為可以采用其他的設(shè)計原理,,但是如果是恒流IC,內(nèi)部電路是可能不一樣,,但是通道端口的開關(guān)管是必須存在的,,所以即使采用其他的設(shè)計原理,要想達到電壓下降的目的也是難以實現(xiàn)的,。

 

  

 

    

 

  綜上所述,,led節(jié)能顯示屏的實現(xiàn)主要是從供電電源上著手,在現(xiàn)有的LED顯示屏上直接采用半橋或全橋高效率開關(guān)電源,,再加上同步整流節(jié)能效果顯著,。給驅(qū)動IC恒流的狀態(tài)下盡量的減小電源電壓,通過紅綠藍各管芯分開供電來達到更好的節(jié)能效果,。當然這種非標準電壓電源和新技術(shù)的應(yīng)用成本必然有所上升。從屏幕驅(qū)動IC上看,,節(jié)能并不明顯,,減小驅(qū)動恒流壓差還會帶來包括成本在內(nèi)的新的問題。部分IC企業(yè)宣傳驅(qū)動節(jié)能設(shè)計,,無非是出于銷售策略而已,。

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