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1、LED基础知识2015年11月23日LED显示屏基础知识LED显示屏基础知识LED基础简介1， LED管及基础知识A，通过LED管的电流，最大电流20MA，我们一般设置为18mA以下B，LED管常见几种封装型式是：1）方型管（ 用于户内亚表贴屏）2）椭圆管 5：（546：用于户外大屏）3）椭圆管 3：（346：用于半户外或户外大屏）4）圆型管：（用于灯光等，也分为3、5管）5）表贴三合一：3528 0606 0404 3535 3534 20206）表贴三并一：正圆灯管椭圆灯管三并一模块点阵模块LED显示屏基础知识LED发光原理1， LED管及基础知识发发光二极管。 发光二极管，是一种能够将电
2、能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED灯发光的原理LED显示屏基础知识LED发光原理1， LED管及基础知识发发光二极管。 LED发光波长取决于材料，在PN结处，不同的材料
3、所产生的势垒（內电场）不一样，外加正向偏置电压时，LED的导通电压也不一样，由于N区的电子流数大于P区的空穴流数，故LED发光主要取决于电子数，由公式Eg=hv/q;v=c/;可知，=1240/Eg(NM);LED显示屏基础知识LED电性参数1， LED电性参数1、正向工作电电流IF ,2、正向工作电压电压 VF3、正向开启电压电压 Von3、方向击击穿电压电压 VR4、允许许功耗PT,PT=IF*VF5、响应时间应时间 ：主要指LED反应应速度，上升时间时间 -LED从10%亮度至90%亮度所经历经历 的时间时间 ，下降时间时间 -亮度降低到10%亮度所经历经历 的时间时间 （响应时间主要取
4、决于载流子寿命、器件的结电容及电路阻抗。）LED显示屏基础知识LED光学参数1， LED光学参数1、光谱谱半宽宽度2、峰值值波长长3、中心波长长LED显示屏基础知识LED光学特性参数v 亮度L，发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量， LE D显 示 屏单位面积上的发光强度，LED显示屏在某角度的亮度等于单位在面积内所有LED的亮度之和，单位为坎德拉/平方米（ cd/M2 ）;亮度与电流的关系：L=K*IFM,K为比例系数，当电流小于10MA时，M=1.3-1.5;当电流大于10MA时，M=1，v 光通量； LED向各个方向发光的能量之和，它与工作电流直接有关。随着电流增加，LED光通量
5、随之增大。可见光LED的光通量单位为流明(lm)。v 光强I：发光体在特定方向单位立体角所发射的光通量 单位是坎德拉（CD)v 照度E：发光体照射在被照物体单位面积上的光通量，单位是勒克斯(Lux）=流明/面积；v 光效:电能转化为光能的能力,以发出的光通量除以通过的电能表示,单位是流明/瓦;v 角度，垂直可视角度和水平可视角度 水平可视角度表示以显示器的垂直法线(即显示屏正中间的垂直假想线)为准，在垂直于法线左方或右方一定角度的位置上仍然能够正常的看见显示图像，这个角度范围就是显示屏的水平可视角度；同样如果以水平法线为准，上下的可视角度就称为垂直可视v 亮度和角度的关系，LED亮度由晶片发光
6、亮度和灯杯反射亮度两部分组成，因此发光亮度和角度成反比，角度越大亮度越低 LED显示屏基础知识LED显示屏主要性能参数有哪些？v 对比度，即明暗比，是指显示屏的最大亮度和最小亮度的比值，LED亮度、面罩反光程度、背光亮度等影响此参数v 灰度级，也就是所谓的色阶或灰阶，是指亮度的明暗程度。一般而言灰度越高，显示的彩越丰富，画面也越细腻，色彩越艳丽，每种基色的灰度数相乘积即颜色数量v 换帧频率，即帧频，是指显示屏在每秒钟能显示的不同图像数，单位为Hz;v 刷新率，是指每秒钟显示屏对显示内容的更新次数，可能同一帧图像多次刷新，单位为Hz2000快门00LED显示屏基础知识LED热学特性1， LED热
7、学特性当电电流流过过P-N结时结时 ，P-N结结结结 温会升高，因为为LED芯片尺寸很小，故通常我们们把结结温看作是芯片的温度。 结结温的升高会导导致LED发发光亮度、发发光波长长、正向电压电压 有所下降；结结温升高会使材料禁带宽带宽 度（势垒势垒 Eg)减少,发发光波长变长长变长 ，颜颜色红红移，一般情况下，我呢度的升高与波长红长红 移的关系为为p(T)=0(T0)+Tg0.1nm/ 每温度上升10 ，波长红长红 移1-2NM;光谱宽谱宽 度随之增加，影响颜颜色鲜艳鲜艳 度。在室温下，结结温每升高1 ，发发光亮度减少1%左右。故，有效的散热设计热设计 是保证证LED安全高效工作的保障。LED
8、显示屏基础知识LED显示屏主要组成部件有什么？v 显示模组主要由LED、驱动IC、译码IC、电源管理IC、接插件或线材、PCB、底壳、面罩等v LED显示屏主要有显示模组、电源、箱体或框架、连接线材及连接件、控制系统、散热系统、防水结构、安装或拼装结构等组成v 屏体外设主要有配电机柜、控制主机、视频处理器、视频拼接器、连接线材或连接件、光纤及光纤转换器、远程播放及控制系统、散热或加温装置、播放软件、钢结构及外观装饰LED显示屏基础知识LED显示屏主要组成部件有什么？1， LED管及基础知识C，芯片厂家：日本的日亚，美国的CREE，台湾的璨圆、晶元、 仕兰、 乾照等。D， LED支架 LED支架
9、从材料上区分有铁支架和铜支架二种；从LED灯的发光形式上区分有带碗和不带碗的二种，带碗的发光较集中有角度但亮度较高，不带碗的亮光发散，光线柔和但亮度不高。E， LED管的管压降 红或橙管管压降为：1.9V2.0V；绿、兰管管压降为：3.0V3.8V。G, LED管的的波长我们这里指的波长是正波长，红：6252.5nm，绿：5252.5nm，兰：4702.5nm。LED显示屏相关知识v 主流芯片有德州仪器、明阳半导体、聚积科技、力芯微、日月成等；v 美国德州仪器（TI）是世界上最大的半导体公司之一 主要代表芯片有：TI59282、TI59283、TI59284v 台湾明阳半导体成立于2009年5
10、月, 专注于混合讯号LED芯片设计 主要代表芯片有：MY9868、MY9862v 台湾聚积科技成立于1999年，专注于电源管理及光电应用的开发和设计 主要代表芯片有：JXI5020、MBI5024、MBI5034、MBI5041、MBI5035、 MBI5045、MBI5050、MBI515X等v 日月成芯片：SUM2016 、SUM2017 、SUM2032 LED显示屏主要组成部件有什么？2,LED显显示屏常用恒流IC品牌及型号LED显示屏基础知识v 电源品牌主要有台湾明纬，创联，新星，诚联等 LED显示屏主要组成部件有什么？3,LED显显示屏常用电电源品牌及型号LED显示屏基础知识v 功
11、耗分为最大功耗和平均功耗，其中最大功耗是指显示屏处全亮状态下（也即是白平衡255灰度时）；平均功耗是指显示屏在正常使用时的平均功耗，与显示的内容有关，无法以决对值进行表示，一般按最大功耗的40%进行估算；v 功耗的估算需根据LED参数、亮度要求、点距要求进行估算模组电流： 式1：屏体亮度=单点亮度L1*点数*95% 即单点亮度L1=屏体亮度/95%/点数 如P16 每平米点数为3906点，屏体要求6000cd/M2, 则L1=6000/95%/3906=1.61cd; 式2：LED参数中R：G：B=3：6：1，取R、G、B中最低亮度进行估算单组灯最大 亮度L2，参数中20mA测试电流时：R 1
12、100mcd,G 2400mcd,B 400mcd, 由按R 1100计算， 单组最大亮度L2=1100/3*10= 3670 mcd 式3：单点亮度L1/单组最大亮度L2=单点电流I1/测试电流I2 其中测试电流I2是指规格参数中的测试电流，一般单颗灯取20mA， 3颗灯（RGB）取60mA 如上参数中，L1/L2=I1/I2 即I1=L1/L2*I2 I1=1.61cd/3670mcd*60mA=26.32mA 式4：模组电流I=模组点数*单点电流I1 如上参数中，P16模组是20*20点 即I=20*20*26.32mA =10.528mA =10.528A2，功耗如何估算，与亮度有什么
13、关联LED显示屏常见问题LED显示屏基础知识v 从前表中估算出模组电流后，根据所选用的电源带载能力进行分配电源； 如明玮5V 60A电源，带载能力按80%计算； 前一参数中单个模组电流为10.528A，则单个电源最大可以带9个模组； 如960*960箱体共有9个模组，测需2个电源4.2V，每个电源300W，带PFC 前式中单点26.32mA，每平米点数3906点，每平米103A电流； 按83%电源使用率，PFC 95%， 功耗计算：P=U*I=4.2V*103A/0.95/0.83=548W/平米 从以上计算公式中得出，单点LED亮度直接影响产品功耗，当单点LED亮度高时，即发光效率更高，则产
14、品功耗更低； 3，功耗如何估算，与亮度有什么关联LED显示屏常见问题LED显示屏基础知识3,显显示屏节节能如何实现实现 问28：实像素和虚拟像素是什么？LED显示屏常见问题v 从前一问题中得知功耗=电压*电流，即P=U*Iv 所以要达到节能的目的，主要方式是降低电压或降低电流v 常规LED的Vf值：R 2.0-2.4V ,GB 2.8-3.6V v 常规驱动ICVdd值：0.6-0.7Vv 常规电源电压：5V或4.2Vv LED规格测试电流一般值：20mAv 综合以上参数，为实现节能的目的，以下几种方案可实现： A、降低电源电压：降低驱动IC的Vdd值，从而降低电源电压； B、提高LED发光效率，在同等亮度下降低电流，以此达成节能目的 C 、提高电源效率，使用PFC电源LED显示屏基础知识
