浅析LED显示屏节能原理

浅析 LED显示屏节能原理 LED产品高效节能的优势，成为它最为吸引消费者眼球的亮点，也是近年来火爆增长的 原因。 节能已经成为这个时代的主流，更节能的 LED显示屏又无可厚非的成为了行业发展的新 方向。不少企业针对节能进行了各方面改良，虽在一定程度上有所改进，实现了节能的效果， 但要实现更大意义上的节能，还有一段不短的路程，这需要整个行业的共同努力。 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于 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，很多 led显示屏厂家跃跃欲试，准备抢先引进这一技术，获得发展先机。在目前的技术基础上， 节能 led显示屏的节能效果到底是如何实现的呢？ 我们以一个led小模块来其耗电状况！如图2，是一个以长运通光电推出的CYT62726 为驱动芯片的 led小模块，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，那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，相信客户会乐于接受！ 我们可以进一步剖析其节能原理！ 首先，从供电电源来看，如图 3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，所以采用这一电源原理显然是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。 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。基本原理如图 4，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。 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 6），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。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。