超低壓差LED驅(qū)動讓LED顯示屏節(jié)能32.8[%]的實現(xiàn)

LED顯示屏(LED display)：又叫電子顯示屏或者飄字屏幕。是由LED點陣組成，通過紅色或綠色燈珠的亮滅來顯示文字、圖片、動畫、視頻，內(nèi)容可以隨時更換，各部分組件都是模塊化結(jié)構(gòu)的顯示器件。通常由顯示模塊、控制系統(tǒng)及電源系統(tǒng)組成。顯示模塊由LED燈組成的點陣構(gòu)成，負責(zé)發(fā)光顯示;控制系統(tǒng)通過控制相應(yīng)區(qū)域的亮滅，可以讓屏幕顯示文字、圖片、視頻等內(nèi)容，恒舞動卡主要是播放動畫的;電源系統(tǒng)負責(zé)將輸入電壓電流轉(zhuǎn)為顯示屏需要的電壓電流。LED顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像;不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無法比擬的優(yōu)點。 LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點分不開的。這些優(yōu)點概括起來是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。

LED目前遇到最大的問題是散熱，LED顯示屏也是一樣。LED顯示屏的功耗很大，相當(dāng)一部分能源浪費在發(fā)熱上。發(fā)熱會帶來以下幾個問題：

1. 波長漂移：波長漂移會讓顏色校正出現(xiàn)問題，LED在低溫和高溫時，波長漂移是比較大。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，溫度每變化一度，波長變化0.2-0.3nm.

2. 輸出亮度降低：每攝氏度溫度變化導(dǎo)致1%輸出亮度的變化，其中紅燈受影響最顯著。

上圖是試驗數(shù)據(jù)，從紅燈的曲線可以看出，從-40度180%的亮度，到120度的亮度不到50%,也就是說，紅燈的亮度降低近三分之二。相對而言，藍燈和綠燈亮度都溫度影響沒那么強，特別是藍燈。當(dāng)溫度升高時就出現(xiàn)一個問題，不同顏色的LED發(fā)出的亮度是不一樣的，

3. 溫升導(dǎo)致LED壽命縮短：根據(jù)美國一家試驗室數(shù)據(jù)，結(jié)溫從63C升高到74C, LED壽命從36,000小時降低到16,000小時。

4. 過多散熱部件導(dǎo)致系統(tǒng)成本升高。

5. 浪費能量，提高了使用者成本。

由于LED是特性敏感的半導(dǎo)體器件，又具有負溫度特性，因而在應(yīng)用過程中需要對其進行穩(wěn)定工作狀態(tài)和保護，從而產(chǎn)生了驅(qū)動的概念。LED器件對驅(qū)動電源的要求近乎于苛刻，LED不像普通的白熾燈泡，可以直接連接220V的交流市電。LED是2~3伏的低電壓驅(qū)動，必須要設(shè)計復(fù)雜的變換電路，不同用途的LED燈，要配備不同的電源適配器。國際市場上國外客戶對LED驅(qū)動電源的效率轉(zhuǎn)換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容的要求都非常高，設(shè)計一款好的電源必須要綜合考慮這些因數(shù)，因為電源在整個燈具中的作用就好比像人的心臟一樣重要。用LED作為顯示器或其他照明設(shè)備或背光源時，需要對其進行恒流驅(qū)動，主要原因是：1. 避免驅(qū)動電流超出最大額定值，影響其可靠性。2. 獲得預(yù)期的亮度要求，并保證各個LED亮度、色度的一致性。 L

那么熱量從哪里來的呢?從電源供電到LED燈，到LED驅(qū)動，再到可調(diào)電阻，發(fā)熱部分包括LED燈、LED驅(qū)動、LED連接線。我們以5V供電為例：

電源電壓：5V,

LED:LED G/B Vfwd=3.2V,LED R Vfwd=2V

1. LED發(fā)光效率約20%,LED發(fā)熱占總發(fā)熱50%

2. 控制器及連接線等占總發(fā)熱量約5%

3. 驅(qū)動壓降：1.8V(G/B) or 3V(R)壓降，驅(qū)動部分發(fā)熱占總發(fā)熱的45%以上。

LED燈的發(fā)熱需要提高LED的發(fā)光效率，控制器和連接線的發(fā)熱較少，改善空間不大。驅(qū)動部分發(fā)熱改善空間很大，也是我們期待改善的部分?，F(xiàn)在有的企業(yè)在研究低電壓供電，目的就是希望把電壓降下來，但是低電壓供電的問題在哪里呢?就是在低電壓供電下，LED驅(qū)動IC能否穩(wěn)定的可控的工作。針對上面描述的這些問題，我們得倍電子推出了一款專用于大屏幕LED低壓差、高精度16位恒流驅(qū)動芯片D5026A.D5026A最大的特點就是壓差非常低。

下圖是臺灣一家公司的5026驅(qū)動芯片與得倍電子D5026A的對比。在輸出驅(qū)動電流典型值 IOUT=20mA 的狀況下，臺灣公司的5026驅(qū)動芯片VOUT約為500mV,而D5026A的VOUT約為50 mV,為臺灣公司5026芯片的10%.也就是說，在芯片發(fā)熱部分，得倍D5026A的發(fā)熱只有臺灣公司5026驅(qū)動芯片的10%.

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