1、LED 显示屏节能技术的分析与实现http:/ 2012-03-09 11:44:11 文章来源：OFweek 光电显示网 我来说两句 (0) 导读: 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。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？ o 关键字 o LED 显示屏 节能技术 光电显示 LED 显示屏的节能概念悄然掀起，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。当然，经过近几年的疯狂式增长，目前这个行业也陷入了一种僵局以重新洗牌的困局。在这一困境之中，必然有许多企业受此影响而元
2、气大伤，甚至倒闭破产，当然也会有许多企业因此而走出阴霾，获得更为长远的发展。这是行业的发展规律，任何企业都逃脱不了这一劫难，如何在劫难中重生，是每个企业当前比较关注的问题。在这个节能呼声极高的时代， led 显示屏的进一步节能又无可厚非的成为了这个行业追逐的支撑点。很多企业在这一点上进行各方面改良，在一定程度上有所改进，实现了节能的效果，但是要实现更大意义上的节能，还有很长的路要走，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
3、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 小模块来分析其耗电状况！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*U vf *I led （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
4、 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
5、，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，所以采用这一电源设计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
6、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
7、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
8、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。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。部分 IC企业宣传驱动节能设计，无非是出于销售策略而已。
