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led节能屏的关键技术及原理剖析
文章来源：锐凌光电 -凯发k8天生赢家官网人气：1634分布时间：2016-10-15【】
随着led显示屏技术不断提高，节能也成为人们热议的话题之一，那么led节能屏的关键技术及原理是什么呢？凯发k8天生赢家为您详细介绍为何led节能屏能够实现节能以及其原理。
前维护节能屏耗电量对比
最近市场上出现了为数不多的节能led显示屏，通过对供电电源的改进，对led显示屏的节能效果起到重大的提升，吸引了不少消费者的注意力，并给予了相当高的期待，但是是不是真的节能还需要进行考究了，特别是户外led显示屏，一般面积都比较大，整体耗电量也比较大，降低显示屏的使用功率工作就显得尤为重要。
一、如何实现led节能屏
led节能屏原理图
我们以一个cyt62726为驱动芯片的led小模块为例，来分析其耗电状况。其供电电压为5v，先不计算外围器件的功耗，因为它们在整个屏中所占的比重极小，整个屏所耗的功率都在灯上。
先计算灯点功率为pled=n*uvf*iled(n为通道数，uvf 为led灯点的压降，iled为设定的电流值)，cyt62726驱动ic的管脚压降一般为0.6v左右，红绿蓝灯点的压降分别为 1.8v，3.0v，3.0v，如此那每个通道只需4v(3.0+0.6v)即可正常工作，保守一点可以设置成红灯通道2.8v，蓝绿通道3.8v，而实 际上我们的供电电压都为5v，就相当于增加了1v*iled的功耗在ic内部。
所以如上可以设想只要将供电电源下降至红2.8v，绿3.8v，蓝3.8v，我们就可以省去那加在ic通道上的1v*iled功耗，在其他器件 不变的情况下，便可实现led显示屏节能至少15%以上，再加上本身对led屏散热要求的降低也能实现一定程度上的节能，这对于一个大屏来说已经是一个相 当大的数字了。
二、led节能屏需要解决三个问题
1. led灯的工作电压很低，通常为直流2-3.4v,那么就需要使用开关电源来对市电的高压交流电进行转换，在转换的过程中如何做到最高的转换效率;
2. 普通的led显示屏模组工作电压通常为直流5v,而led工作电压为2-3.4v,如何有效改进电路，使驱动电路的电压做到最低，以减少电压在电路上的损失，从而减少不必要的热损，达到减少功率损耗;
3. 如何提高led的光电转换效率，在保证显示屏亮度的情况下，以减小驱动电流，最终达到节省电量的目的;如何正确使用显示屏的发光亮度，使发光亮度可随环境变化来节省电力。
三、led节能屏原理
针对以上几个问题，我们可以看出节能led显示屏节能的关键是供电电源的设计。
1、传统的开关电源不能满足led显示屏的需要
如下图是一个传统的开关电源原理图，如果要将5v降为4v，整流肖特基正向压降所占输出电压比重必然增加，开关电源输出电压越低，因整流肖特基 正向电压比重越高(其比重x=v压降/v输出，输出从5v降为4v,加入其压降为0.5v, 则其比重将从0.1上升为0.125，提高25%)，电源输出效率就越低，这对于led屏幕整体节能效果并不明显。
所以采用这一电源设计原理显然是无法实现电源工作效率的提升。同时，5v 是标称值电压，在市场运用上已经相当成熟，启用新的开关电源电源电压，降低效率的同时只会增加成本，品质也难保障，实现有困难。
传统的电源开关原理
2、电源同步整流技术能够满足led显示屏的供电
电源的设计是一个比较成熟的领域，可以采用另外一种设计思路实现度显示屏的供电，例如同步整流技术。
同步整流技术基本原理如下图，q10为功率mosfet在次级电压的正半周，q10导通，q10起整流作用;在次级电压的负半周，q10关断，同步整流电路的功率损耗主要包括q10 的导通损耗及栅极驱动损耗。当开关频率低于60khz时，导通损耗占主导地位;开关频率高于60khz时，以栅极驱动损耗为主。在驱动较大功率的同步整流 器时，要求栅极峰值驱动电流ig(pk)≥1a时，还可采用cmos高速功率mosfet驱动器。
同步整流替代肖特基整流后，可以有效减小在输出功率中消耗的比例。采用同步整流技术是必须的。
反激单端降压式同步整流器的基本原理
3、半桥或全桥新技术，可以提升开关电源效率
在选择ac/dc开关电源时，可以选用半桥或全桥新技术，这样可以使开关电源效率提升到90%以上。
当然这些技术应用，给led显示屏供电是可以将电压降至最佳状态，同时电源的效率也能达到高效率水平，因此采用新的电源技术给led显示屏供电是可以达到显著节能的效果。电源成本也肯定会有一些增加。
其次，我们可以仔细的研究一下led屏幕驱动ic，如图5所示 输出端为一个mos开关管(如图：mos管)，控制输出端口的关或者开，输出端口压降即vds=0.65v左右，这是工艺和材料所决定，要把vds降为0.2v甚至0.1v，本身所需的面积必然增大。
led屏驱动ic内部方框图
在mos管的结构中可以看到，在gs，gd之间存在寄生电容，而mos管的驱动，实际上就是对电容的充放电。这个充放电的过程是需要段时间的， 面积如果增加，在mos管上的寄生电容也会随之增大，如此，导致的后果就是整个ic的端口响应速度下降，这对于一个led屏幕驱动 ic 将是致命的弱点，因此，想从ic上入手，把转折电压降低，同时使驱动ic有足够的响应速度，起决定作用的是工艺，这是难以实现的。
有人认为可以采用其他的设计原理 ， 但是如果是恒流ic，内部电路是可能不一样，但是通道端口的开关管是必须存在的，所以即使采用其他的设计原理，要想达到电压下降的目的也是难以实现的。
mos管
四、结论
综上所述，led节能显示屏的实现主要是从供电电源上着手，在现有的led显示屏上直接采用半桥或全桥高效率开关电源，再加上同步整流节能效果 显著。给驱动ic恒流的状态下尽量的减小电源电压，通过红绿蓝各管芯分开供电来达到更好的节能效果。当然这种非标准电压电源和新技术的应用成本必然有所上 升。从屏幕驱动ic上看，节能并不明显，减小驱动恒流压差还会带来包括成本在内的新的问题。
下一章：led显示屏驱动ic有什么作用
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